QUANTENCOMPUTERSYSTEM UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES VERLEGBAREN QUANTENCOMPUTERS

Abstract

 Bereitgestellt wird ein Quantencomputersystem umfassend einen verlegbaren Quantencomputer und eine Energieversorgungseinrichtung zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers mit elektrischer Energie. Das Quantencomputersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungeinrichtung verlegbar ausgebildet ist, und dass die Energieversorgungseinrichtung eine erste Spannungsregelstufe und eine zweite Spannungsregelstufe aufweist und dazu eingerichtet ist, eine von einer Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie durch eine mehrstufige Spannungsregelung mittels der ersten Spannungsregelstufe und der zweiten Spannungsstufe zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers auf einen vorbestimmten Spannungswert zu regeln.

Beschreibung

[0001] Bereitgestellt werden ein Quantencomputersystem, eine mobile Datenverarbeitungsvorrichtung, ein Fahrzeug, ein Waffensystem, eine Verwendung einer verlegbaren Energieversorgungseinrichtung, ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers, eine Verwendung, eine Verwendung eines Closed-Loop Helium Gas Cooling Systems, und ein Verfahren zur Steuerung eines verlegbaren Waffensystems. Die Ausführungsformen liegen somit insbesondere auf den Gebieten der Quantencomputersysteme und deren Anwendungen.

[0002] Herkömmlicherweise erfordern Quantencomputersysteme für deren Betrieb eine Laborumgebung mit präzise definierten und kontrollierten Eigenschaften. Insbesondere erfordern Quantencomputersysteme häufig tiefkalte Temperaturen und eine äußerst stabile Versorgung mit Energie, um deren Betrieb zu ermöglichen. Dies schränkt den Betrieb der Quantencomputersysteme erheblich ein und erlaubt herkömmlicherweise den Betrieb von Quantencomputersystemen nur in einer speziell dafür bereitgestellten Umgebung.

[0003] Der Offenbarung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Flexibilität für den Betrieb eines Quantencomputersystems zu erhöhen und optional einen Betrieb eines Quantencomputersystems auch außerhalb spezieller Laborumgebungen zu ermöglichen.

[0004] Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Optionale Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung angegeben.

[0005] In einem ersten Aspekt wird ein Quantencomputersystem bereitgestellt, umfassend einen verlegbaren Quantencomputer und eine Energieversorgungseinrichtung zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers mit elektrischer Energie. Das Quantencomputersystem ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungeinrichtung verlegbar ausgebildet ist. Zudem weist die Energieversorgungseinrichtung eine erste Spannungsregelstufe und eine zweite Spannungsregelstufe auf, und ist dazu eingerichtet, eine von einer Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie durch eine mehrstufige Spannungsregelung mittels der ersten Spannungsregelstufe und der zweiten Spannungsstufe zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers auf einen vorbestimmten Spannungswert zu regeln.

[0006] Eine Energieversorgungseinrichtung kann dabei eine Einrichtung zur Versorgung des Quantencomputers und etwaiger weiterer für den Betrieb des Quantencomputersystems bereitgestellter Komponenten mit elektrischer Energie darstellen.

[0007] Eine Spannungsregelstufe kann dabei eine elektrische und/oder elektronische Schaltung sein, welche zur Steuerung und/oder Regelung einer elektrischen Spannung und/oder eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Leistung, die dem Quantencomputer für dessen Betrieb bereitgestellt wird, geeignet ist. Eine mehrstufige Spannungsregelung ist dabei eine elektrische und/oder elektronische Schaltung, in welcher die elektrische Spannung und/oder der elektrische Strom und/oder die elektrische Leistung nacheinander auf jeweils vorbestimmte Werte und/oder Eigenschaften konditioniert wird. Dass die Energieversorgungseinrichtung zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers mit elektrischer Energie eingerichtet ist, bedeutet dabei, dass optional die Versorgung des Quantencomputers mit elektrischer Energie zu jedem Zeitpunkt durch die Energieversorgungseinrichtung erfolgt. Vielmehr kann zu manchen Zeitpunkten eine Energieversorgung durch andere Energiequellen erfolgen, etwa zu Zeitpunkten und/oder in Zeiträumen, in denen der Quantencomputer keine Quantenoperationen ausführt und/oder keine Quantencomputerprogramme ausführt.

[0008] Ein derart ausgestaltetes Quantencomputersystem bietet den Vorteil, dass von der Energieversorgung herrührende Störungen wirksam vom Quantencomputer ferngehalten werden können, und auf diese Weise unerwünschte Einflüsse der Energieversorgung auf den Betrieb des Quantencomputers vermieden werden können. Dies bietet dabei zudem den Vorteil, dass das Quantencomputersystem mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Quellen von elektrischer Energie betrieben werden kann, da etwaige Schwankungen und/oder Änderungen in der bereitgestellten Spannung und/oder dem bereitgestellten Strom durch die Energieversorgungseinrichtung reduziert oder gar ganz vermieden werden können. So kann beispielsweise eine Versorgungsspannung, welche durch ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird, in einem großen Bereich variieren, etwa in einem Bereich von 4 V bis 24 V. Ein zuverlässiger Betrieb eines Quantencomputers mit elektrischer Energie, die durch ein solches Bordnetz bereitgestellt wird, kann daher eine entsprechende Flexibilität des Quantencomputersystems erfordern, welche trotz etwaiger Schwankungen eine für den Betrieb des Quantencomputers ausreichend rauschfreie und/oder störungsfreie Spannungsversorgung ermöglicht. Dies kann durch eine Energieversorgungseinrichtung mit mehrstufiger Spannungsregelung, wie oben angegeben, erzielt werden. Somit bietet ein Quantencomputersystem mit den oben angegebenen Merkmalen eine Flexibilität, welche es ermöglicht, einen Quantencomputer in Umgebungen mit unterschiedlichen Versorgungen mit elektrischer Energie zu betreiben. Demnach bietet dies den Vorteil, dass die Flexibilität für den Betrieb des Quantencomputers erhöht wird und auch eine Verlegbarkeit des Quantencomputersystems ermöglicht wird.

[0009] Die erste Spannungsregelstufe kann optional einen Spannungswandler und/oder einen Spannungsregler und/oder einen Stromregler aufweisen oder als Spannungswandler oder Spannungsregler oder Stromregler ausgebildet sein. Optional kann die erste Spannungsregelstufe einen Schaltregler aufweisen, welcher dazu ausgelegt ist, einen Spannungsabbau zu bewirken. Die zweite Spannungsregelstufe kann optional einen Linearregler aufweisen oder als solcher ausgebildet sein. Der zweite Spannungsregler kann optional zur Feinregelung der Spannung bzw. des Stroms dienen. Dadurch kann der Energieverbrauch der mehrstufigen Spannungsregelung gering gehalten werden. Außerdem kann dies den Vorteil bieten, dass eine störungsarme bzw. transientenarme Spannungsversorgung für das Quantencomputersystem bzw. für den Quantencomputer bereitgestellt werden kann, wodurch ein zuverlässiger Betrieb des Quantencomputers begünstigt werden kann.

[0010] Die zweite Spannungsregelstufe kann dabei der ersten Spannungsregelstufe nachgeschaltet sein. Mit anderen Worten kann die mehrstufige Spannungsregelung sequenziell erfolgen. Dies kann besonders vorteilhaft für die Abschirmung des Quantencomputers vor Störungen und/oder Schwankungen, die aus der Energieversorgung herrühren, vorteilhaft sein.

[0011] Optional kann das Quantencomputersystem ferner zumindest eine Energiereserve aufweisen, wobei die zumindest eine Energiereserve dazu ausgelegt sein kann, als Energiequelle zu dienen und die elektrische Energie für die Energieversorgungseinrichtung für die mehrstufige Spannungsregelung bereitzustellen. Außerdem kann das Quantencomputersystem optional eine Ladevorrichtung aufweisen, wobei die Ladevorrichtung dazu ausgelegt sein kann, die zumindest eine Energiereserve zu laden. Die Ladevorrichtung kann optional ein Schaltnetzteil aufweisen oder als solches ausgebildet sein. Dies kann besonders vorteilhaft sein, um etwaige Störungen des Quantencomputers beim Durchführen von Quantenoperationen durch die Ladevorrichtungen zu vermeiden. Des Weiteren kann das Quantencomputersystem ferner eine Trennvorrichtung aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, die Energiereserve und die Ladevorrichtung in kontrollierbarer Weise miteinander zu verbinden und voneinander zu trennen. Dies kann den Vorteil bieten, dass das Quantencomputersystem zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise, durch die bereitgestellte Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt werden kann und optional sodann nicht auf die Bereitstellung von elektrischer Energie durch eine externe Energiequelle angewiesen ist. Dass das Quantencomputersystem zumindest teilweise durch die Energiereserve mit Energie versorgt wird, bedeutet dabei, dass zumindest manche, optional jedoch alle, Komponenten des Quantencomputersystems mit elektrischer Energie versorgt werden können, während optional andere Komponenten anderweitig mit Energie versorgt werden können. Beispielsweise können manche Komponenten eine oder mehrere eigene Energiereserven aufweisen. Das Bereitstellen einer Trennvorrichtung kann dabei den Vorteil bieten, dass etwaige Störungen und/oder Schwankungen, die von einer externen Energiequelle herrühren, besonders wirksam vom Quantencomputer ferngehalten werden können.

[0012] Die zumindest eine Energiereserve kann eine oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: eine Batterie, einen Akkumulator, einen Kondensator, einen Zusammenschaltung zumindest einer Batterie und/oder zumindest eines Akkumulators und/oder zumindest eines Kondensators. Dies ermöglicht, elektrische Energie zu speichern, und für den Betrieb des Quantencomputers bereitzustellen, wenn keine geeignete externe Energiequelle zur Verfügung steht. Dies kann somit vorteilhaft für einen mobilen Einsatz des Quantencomputersystems sein, da zumindest für einen vorbestimmten Zeitraum eine Unabhängigkeit von einer externen Energiequelle geschaffen wird. Optional kann die Art der Energiereserve nach der Stabilität der damit bereitzustellenden elektrischen Energie und/oder nach der Menge an bereitzustellender elektrischer Energie ausgewählt werden. Die Menge der von der Energiereserve bereitstellbaren elektrischen Energie kann einen Einfluss auf die Zeitdauer haben, über welche das Quantencomputersystem den Quantencomputer unabhängig von einer externen Energiequelle betreiben kann.

[0013] Das Quantencomputersystem kann dabei in einem ersten Betriebsmodus betreibbar sein, wobei das Quantencomputersystem im ersten Betriebsmodus derart konfiguriert ist, dass die Trennvorrichtung die Ladevorrichtung und die Energiereserve miteinander verbindet, und die Ladevorrichtung die Energiereserve mit elektrischer Energie einer externen Energieversorgung lädt. Mit anderen Worten, das Quantencomputersystem kann sich im ersten Betriebsmodus in einem Ladezustand befinden.

[0014] Dabei kann das Quantencomputersystem im ersten Betriebsmodus derart konfiguriert sein, dass die Ladevorrichtung in Verbindung mit der externen Energieversorgung als Energiequelle dient, die die elektrische Energie der externen Energieversorgung der Energieversorgungseinrichtung für die mehrstufige Spannungsregelung bereitstellt. Mit anderen Worten kann im ersten Betriebsmodus über die Ladevorrichtung das Quantencomputersystem direkt mit Energie aus der externen Energieversorgung betrieben werden. D. h., dass optional im ersten Betriebsmodus die Versorgung des Quantencomputersystems und/oder des Quantencomputers nicht mit Energie aus der Energiereserve des Quantencomputersystems erfolgt, sondern mit Energie aus der externen Energieversorgung, welche durch die Ladevorrichtung und die mehrstufige Spannungsregelung aufbereitet bzw. konditioniert werden kann. Dadurch kann optional im ersten Betriebsmodus die Energiereserve des Quantencomputersystems geschont und für solche Situationen bereitgehalten werden, in denen keine Versorgung des Quantencomputers und/oder Quantencomputersystems durch eine geeignete externe Energieversorgung möglich ist.

[0015] Das Quantencomputersystem kann optional in einem zweiten Betriebsmodus betreibbar sein, wobei das Quantencomputersystem im zweiten Betriebsmodus derart konfiguriert sein kann, dass die Trennvorrichtung die Ladevorrichtung und die Energiereserve voneinander trennt. Zudem kann das Quantencomputersystem im zweiten Betriebsmodus derart konfiguriert sein, dass die Trennvorrichtung die Ladevorrichtung und die Energieversorgungseinrichtung voneinander trennt, und dass die Energiereserve als Energiequelle dient und der Energieversorgungseinrichtung die elektrische Energie für die mehrstufige Spannungsregelung bereitstellt. Mit anderen Worten kann das Quantencomputersystem im zweiten Betriebsmodus optional dazu eingerichtet sein, dass die Trennvorrichtung das Quantencomputersystem von der externen Energieversorgung und optional von der Ladevorrichtung trennt und der Quantencomputer und/oder das Quantencomputersystem von der Energiereserve des Quantencomputersystems versorgt werden. Dies kann den Vorteil bieten, dass das Quantencomputersystem unabhängig von einer externen Energieversorgung betrieben werden kann und/oder dass etwaige Störungen und/oder Schwankungen, welche von einer externen Energieversorgungseinrichtung herrühren, vom Quantencomputer ferngehalten werden können.

[0016] Das Quantencomputersystem kann optional dazu eingerichtet sein, im zweiten Betriebsmodus betrieben zu werden, während der Quantencomputer eine Quantenoperation durchführt und/oder ein Quantencomputerprogramm ausführt. Dies kann den Vorteil bieten, dass das Risiko etwaiger Störungen der Quantenoperation und/oder der Ausführung des Quantencomputerprogramms reduziert werden können, und die Zuverlässigkeit von Quantenoperationen und/oder der Ausführung von Quantencomputerprogrammen erhöht werden kann.

[0017] Der Quantencomputer und/oder das Quantencomputersystem können optional eine oder mehrere der folgenden Teilvorrichtungen aufweisen: einen Fotodetektor, einen Verstärker, einen Lichtquellentreiber, eine Lichtquelle, Vorrichtungen (mWA, MW/RF-AWFG) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes, einen Wellenformgenerator, und einen Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator zur Erzeugung vorgebbarer Wellenformen. Dabei können zumindest eine der Teilvorrichtungen und optional alle der Teilvorrichtungen eine interne Spannungsstabilisierung aufweisen. Diese internen Spannungsstabilisierungen können zusätzlich zur mehrstufigen Spannungsregelung des Quantencomputersystems ausgebildet sein. Dies kann die Zuverlässigkeit des Betriebs des Quantencomputers weiter verbessern.

[0018] Die Energieversorgungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Quantencomputersystem während eines Verlegens des Quantencomputersystems mit elektrischer Energie zu versorgen. Mit anderen Worten, kann die Energieversorgungseinrichtung mobil ausgelegt sein, um optional das Quantencomputersystem ortsungebunden mit elektrischer Energie zu versorgen. Optional kann das Quantencomputersystem verlegbar ausgebildet sein.

[0019] "Verlegbar" bzw. "Verlegbarkeit" bedeutet dabei im Sinne der Offenbarung, dass das Quantencomputersystem bzw. die jeweilige Teilvorrichtung dazu geeignet und ausgelegt ist, in kurzer Zeit von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort verbracht zu werden, und sowohl am ersten Ort als auch am zweiten Ort und/oder während der Verbringung vom ersten Ort an den zweiten Ort betrieben zu werden. Unter "kurzer Zeit" (Vorschlag) ist hier typischerweise eine Zeit kürzer als ein Tag, besser kürzer als 12 h, besser kürzer als 6 h, besser kürzer als 2 h, besser kürzer als 1 h, besser kürzer als 30 min, besser kürzer als 15 Min, besser kürzer als 5 min, besser kürzer als 2 min, besser kürzer als 1 min zu verstehen. Die Zeit zur Verlegung der Vorrichtung von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort kann auch 0 s betragen, wenn die Vorrichtung quasi sofort aus Benutzersicht einsatzbereit ist und/oder permanent einsatzbereit ist, und sich beispielsweise einfach nur bewegt, also während der Bewegung beispielsweise einsatzfähig bleibt. Wobei "Einsatzbereitschaft" bzw. "einsatzbereit"hier im Sinne der hier vorgelegten Schrift das Bereitstehen zum bestimmungsgemäßen Gebrauch bedeutet. Insbesondere kann die Einsatzbereitschaft die Befähigung zur Durchführung von Quantenoperationen und/oder zur Ausführung von Quantencomputerprogrammen beinhalten.

[0020] Der verlegbare Quantencomputer QC erhält optional seine Energie über eine Energieversorgung EV. Eine Ladevorrichtung LDV der Energieversorgung EV erhält die Energie optional extern aus einer Energiequelle PWR.

[0021] Einen guten Überblick über mögliche elektrische Energiequellen gibt das Buch: Vasily Y. Ushakov (Autor), "Electrical Power Engineering: Current State, Problems and Perspectives (Green Energy and Technology)", Taschenbuch - 18. August 2018, Springer; 1st ed. 2018 Edition (18. August 2018), ISBN-10: 3319872850, ISBN-13: 978-3319872858.

[0022] Die Energiequelle kann optional eine oder mehrere der im Folgenden genannten Energiequellen aufweisen. Die Energiequelle kann dabei einen Teil der Energieversorgungseinrichtung des Quantencomputersystems bilden oder separat von der Energieversorgungseinrichtung ausgebildet sein.

Elektrischer Generator

[0023] Die Energiequelle kann optional als elektrischer Generator ausgebildet sein, oder einen solchen umfassen, der dazu ausgelegt ist, mechanische Energie in elektrische Energie umzusetzen. Bei der mechanischen Energie kann es sich optional um eine über eine Welle übertragene Energie oder die Energie eines sich bewegenden Fluids handeln. Es kann sich optional um eine elektrische Maschine, wie einen Synchron- oder Asynchron- oder Gleichstrommotor, einen Linearmotor, einen Reluktanzmotor und/oder einen BLDC-Motor oder dergleichen handeln, die die mechanische Energie einer linearen und/oder rotatorischen Bewegung mittels Induktion in Leitungen eines Stators und/oder Rotors in elektrische Energie umsetzen können. Es kann sich optional auch um einen magnetohydrodynamischen Generator, kurz als MHD-Generator bezeichnet, handeln, der die Bewegung eines elektrisch leitenden Fluids in elektrische Energie umsetzt. Bei dem Fluid kann es sich optional um ein Plasma und/oder eine elektrisch leitende Flüssigkeit, beispielsweise eine Salzlösung und/oder ein geschmolzenes Metall handeln. Die Energiequelle kann optional einen Kernreaktor, einen Verbrennungsmotor, eine Heizvorrichtung, ein Jet-Triebwerk, ein Raketentriebwerk, einen Schiffsantrieb, einen Stirlingmotor, eine Turbine, eine Wasserturbine, eine Gasturbine, eine Wind-Turbine, ein Gezeitenkraftwerk, und/oder ein Wellenkraftwerk und/oder dergleichen aufweisen oder als solches ausgebildet sein. Magnetohydrodynamische Generatoren sind beispielsweise aus den folgenden Schriften bekannt: DE 20 2021 101 169 U1, WO 2021 159 117 A1, EP 3 863 165 A1, US 2021 147 061 A1, CN 108 831 576 B, US 2019 368 464 A1, WO 2019 143 396 A2, EP 3 646 452 B1, CN 20 634 1126 U, EP 3 279 603 B1, EP 3 400 642 B1, EP 3 345 290 B1, EP 3 093 966 B1, WO 2016 100 008 A2, DE 10 2014 225 346 A1, RU 2014 143 858 A, EP 3 007 350 B1, US 2016 377 029 A1, RU 2 566 620 C2, EP 3 075 064 A1, EP 2 874 292 B1, EP 2 986 852 B1, CN 10 385 5907 B, RU 126 229 U1, WO 2014 031 037 A2. Ferner wird hinsichtlich optional verwendbarer Energiequellen auf das folgende Buch verwiesen: Hugo K. Messerle (Autor ), "Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation (UNESCO Energy Engineering Series)", John Wiley & Sons Ltd (1. August 1995), ISBN-10: 0471942529, ISBN-13: 978-0471942528.

Elektrochemische Zelle

[0024] Die Energiequelle kann optional eine elektrochemische Zelle aufweisen oder als solche ausgebildet sein. Dabei kann es sich beispielsweise um eine elektrochemische Zelle im weitesten Sinne handeln, die mittels chemischer Reaktionen elektrische Energie bereitstellt. Zu diesen elektrochemischen Zellen gehören beispielsweise Akkumulatoren, Batterien und Brennstoffzellen.

Nukleare Energiequellen

[0025] Bei den nuklearen Energiequellen unterscheidet die hier vorgelegte Schrift zwischen solchen, die auf der einen Seite die nukleare Energie zuerst in mechanische Energie, beispielsweise mittels Dampfkreisläufen und Turbinen umsetzen und dann, beispielsweise mittels eines oder mehrerer der oben erwähnten Generatoren, in elektrische Energie umsetzen, und solche, die die nukleare Energie direkt in elektrische Energie umsetzen. Hier nennt die hier vorgelegte Schrift beispielhaft betavoltaische Zellen und thermonukleare Generatoren. Letztere können dahingehend vorteilhaft sein, dass sie mit vertretbarem technischen Aufwand mobil ausgeführt werden können. Die hier in Betracht gezogenen Radionuklidbatterien sind optional dazu ausgelegt, eines oder mehrere der folgenden Isotope zu nutzen: ⁶⁰Co, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Cs, 117Pm, ²¹⁰Pm, ²¹⁰Po, ²³⁸Pu, ²⁴²Cm, ²⁴¹Am, ²⁴³Am. Optional ist der verlegbare Quantencomputer QC durch eine Strahlenabschirmung), optional aus Blei, vor der Strahlung einer solchen nuklearen Energiequelle geschützt. Zu den Radionuklidbatterien gehören beispielsweise auch betavoltaische Zellen, die beispielsweise Betastrahlung von Betastrahler unmittelbar in elektrische Energie umsetzen können. Solche Radionuklidbatterien sind beispielsweise aus den folgenden Schriften bekannt: DE 1 240 967 B, DE 1 564 070 B1, DE 2 124 465 B2, DE 7 219 216 U, DE 19 782 844 538 B1, DE 69 411 078 T2, US 5 443 657 A, US 5 859 484 A, DE 19 602 875 A1, DE 19 738 066 A1, DE 19 957 669 A1, DE 19 957 669 A1, US 8 552 616 B2, WO 2009 103 974 A1 und US 2018 226 165 A1.

[0026] Die Energiequelle kann optional auch eine oder mehrere erneuerbare Energiequelle, wie etwa eine Solarzelle und/oder ein Wasserkraftwerk mit einer Wasserturbine und einem Generator und/oder eine Windkraftanlage mit einer Windturbine und einem Generator aufweisen oder als solche ausgebildet sein.

[0027] Die Energiequelle kann optional ein herkömmliches Kohle-, Braunkohle, Öl- und/oder Gaskraftwerk aufweisen oder als solches ausgebildet sein, welche kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Brennstoffe verfeuern, um thermische Energie zu erzeugen und dann die thermische Energie in mechanische Energie umsetzen und dann die mechanische Energie in elektrische Energie umzusetzen.

[0028] Die Energiequelle kann optional sogenannte Energy Harvesting Devices aufweisen oder als solche ausgebildet sein. Dabei handelt es sich um Vorrichtungen, die in der Umwelt oder anderweitig ohnehin vorhandene Energieunterschiede nutzen, um z. B. aus der Bewegungsenergie einer Person oder eines anderen bewegten Objekts oder aus thermischen Unterschieden, wie beispielsweise in Heizungssystemen oder dergleichen, elektrische Energie zu gewinnen.

[0029] Schließlich kann die Energiequelle ganz einfach auch das Stromnetz sein, wobei die Primärenergiequelle, welche die elektrische Energie in das Stromnetz einspeist, in diesem Fall unbestimmt bleiben kann.

[0030] Das Quantencomputersystem weist optional eine Ladevorrichtung LDV auf. Die Ladevorrichtung LDV kann einen Teil der Energieversorgungseinrichtung bilden oder separat vor der Energieversorgungseinrichtung ausgebildet sein. Optional bereitet die Ladevorrichtung LDV die Energie der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV soweit auf, dass die Ladevorrichtung LDV mit der Energie der Energieversorgung PWR eine oder mehrere Energiereserven BENG, BENG2 laden kann. Beispielsweise kann die Ladevorrichtung LDV dazu einen Spannungswandler und/oder einen Buck-Konverter und/oder einen Boost-Konverter und/oder einen Buck-Boost-Konverter aufweisen, je nach Art der Energieversorgung PWR. Optional überwacht die Ladevorrichtung LDV den Ladevorgang der jeweiligen Energiereserve BENG, BENG2, wenn sie diese lädt.

[0031] Sofern der Quantencomputer QC kein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder keine Quantenoperationen durchführt, kann die Ladevorrichtung LDV optional auch Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC über jeweilige Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 versorgen. Optional lädt die Ladevorrichtung LDV dann auch eine oder mehrere der Energiereserven BENG, BENG2 des verlegbaren Quantencomputers QC. In dem Beispiel der Figur 1 weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC beispielhaft zwei Energiereserven BENG, BENG2 und zwei Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 auf. Die hier vorgelegte Schrift weist darauf hin, dass die Anzahl der Energiereserven, Energieaufbereitungsvorrichtungen und Ladevorrichtungen und Trennvorrichtungen von den Angaben in den präsentierten Beispielen abweichen kann. Die Ladevorrichtung LDV stellt optional eine Barriere für Transienten der Energieversorgung PWR dar. Die Ladevorrichtung LDV kann gemäß manchen optionalen Ausführungsformen diese transienten Störungen der Energieversorgung PWR nicht vollständig unterdrücken. Auch kann die Ladevorrichtung LDV, beispielsweise wenn die Ladevorrichtung LDV ein Schaltnetzteil ist, optional selbst transiente Störungen hervorrufen. Daher kann es vorteilhaft sein, ein oder mehrere rauscharme Energiereserven BENG, BENG2 für die Versorgung besonders störanfälliger Vorrichtungsteile des Quantencomputersystems bereitzustellen, wie etwa den Fotodetektor PD, den Verstärker V, den Lichtquellentreiber LDRV, die Lichtquelle LD und/oder ggf. für magnetfelderzeugenden Vorrichtungsteile MFSx, MFSy, MFSz, MGx, MGy, MGz und Vorrichtungsteile mit zeitlich besonders sensitivem Signalschema, wie der Wellenformgenerator WFG, und/oder den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator). Optional sind diese Vorrichtungsteile dazu eingerichtet, innerhalb dieser Vorrichtungsteile ihre internen Versorgungsspannungen nochmals aufzubereiten und/oder zu stabilisieren, um das Rauschen und/oder Störungen der Energieversorgung maximal zu unterdrücken. Optional umfasst der Quantencomputer QC zur Versorgung der Vorrichtungsteile aus der einen Energiereserve oder der Mehrzahl von Energiereserven BENG, BENG2 eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2. Die Energieaufbereitungsvorrichtungen passen optional den Spannungspegel, der von der Ladevorrichtung LDV bzw. den Energiereserven BENG, BENG2 geliefert wird, auf einen geeigneten Spannungspegel des jeweils versorgten Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC optional mit einem Spannungsvorhalt an. In einer zweiten Regelstufe, die optional ein Linear-Regler ist oder einen solchen aufweist, können dann beispielsweise diese Linearregler den Spannungsvorhalt nutzen, um die eigentliche Versorgungsspannung der betreffenden Vorrichtungssteile des Quantencomputersystems rauscharm und präzise einzustellen.

[0032] Optional trennen eine oder mehrere Trennvorrichtungen TS die eine Ladevorrichtung bzw. die mehreren Ladevorrichtungen LDV von der einen Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 und/oder der einen rauscharmen Energiereserve bzw. den mehreren rauscharmen Energiereserven BENG, BENG2, wenn der Quantencomputer ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder eine Quantenoperation durchführt. Die eine oder die mehreren Trennvorrichtungen können dabei jeweils einen Teil der Energieversorgungseinrichtung bilden oder separat von dieser ausgebildet sein. Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift ist eine Manipulation eines Quantenpunkts NV1, NV2, NV3 und/oder eines Kernquantenpunkts CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Ein Quantencomputerprogramm ist im Sinne der hier vorgestellten Schrift ein Programm, dass mindestens eine Quantenoperation umfasst. Optional kodieren eine oder mehrere binäre Daten im Speicher NVN, RAM der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC eine solche Quantenoperation. Beispielsweise kann es sich um ein vorbestimmtes Datenwort handeln. Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift manipuliert optional zumindest den Quantenzustand zumindest eines Quantenpunkts der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder manipuliert optional zumindest den Quantenzustand zumindest eines Kernquantenpunkts der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des verlegbaren Quantencomputers QC. Das Datenwort, das eine solche Quantenoperation symbolisiert, bezeichnet die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift auch als Quanten-Op-Code. Ein Quantencomputerprogramm umfasst optional zumindest einen Quanten-Op-Code. In dem vorstehenden Fall, wenn der verlegbare Quantencomputer QC ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder eine Quantenoperation durchführt, versorgen die eine Energiereserve bzw. die mehreren Energiereserven BENG, BENG2 optional die eine Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 optional mit elektrischer Energie, die besonders rauscharm ist.

[0033] Optional verbinden eine oder mehrere Trennvorrichtungen TS die eine Ladevorrichtung bzw. die mehreren Ladevorrichtungen LDV mit der einen Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 und/oder der einen rauscharmen Energiereserve bzw. von den mehreren rauscharmen Energiereserven BENG, BENG2, wenn der verlegbare Quantencomputer QC kein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder keine Quantenoperation durchführt. In diesem Fall lädt die Ladevorrichtung LDV optional die eine Energiereserve bzw. die mehreren Energiereserven BENG, BENG2 und versorgt ggf. die eine Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 mit elektrischer Energie, die typischerweise nun weniger rauscharm ist.

[0034] Optional weist das oben-beschriebene Quantencomputersystem ferner zumindest ein Magnetfeldsensorsystem und zumindest einen Magnetfeldgenerator auf. Dabei ist das Quantencomputersystem optional dazu eingerichtet, mittels des zumindest einen Magnetfeldsensorsystems eine Änderung eines vorherrschenden Magnetfelds zu ermitteln und mittels des Magnetfeldgenerators die ermittelte Änderung des Magnetfelds am Ort des Quantencomputers zumindest teilweise zu kompensieren.

[0035] In einem weiteren Aspekt wird ein Quantencomputersystem umfassend einen verlegbaren Quantencomputer bereitgestellt, wobei das Quantencomputersystem dadurch gekennzeichnet ist, dass das Quantencomputersystem ferner zumindest ein Magnetfeldsensorsystem und zumindest einen Magnetfeldgenerator aufweist. Dabei ist das Quantencomputersystem dazu eingerichtet, mittels des zumindest einen Magnetfeldsensorsystems eine Änderung eines vorherrschenden Magnetfelds zu ermitteln und mittels des Magnetfeldgenerators die ermittelte Änderung des Magnetfelds am Ort des Quantencomputers zumindest teilweise zu kompensieren.

[0036] Ein Magnetfeldsensorsystem ist dabei ein System mit einem oder mehreren Magnetfeldsensoren. Das Magnetfeldsensorsystem kann optional weitere Komponenten aufweisen, welche für den Betrieb des einen oder der mehreren Magnetfeldsensoren vorteilhaft oder erforderlich sein können.

[0037] Ein Magnetfeldgenerator ist dabei eine Vorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein Magnetfeld zu erzeugen und/oder in kontrollierbarer Weise zu ändern. So kann der Magnetfeldgenerator dazu ausgelegt sein, in kontrollierbarer Weise ein Magnetfeld derart bereitzustellen, dass dadurch ein etwaiges externes Magnetfeld und/oder eine Änderung eines externen Magnetfelds zumindest teilweise kompensiert wird, um eine unerwünschte Einwirkung des externen Magnetfelds oder dessen Änderung abzuschwächen oder vollständig zu kompensieren.

[0038] Ein Quantencomputersystem gemäß diesem Aspekt bietet den Vorteil, dass unerwünschte Einflüsse von Magnetfeldern, insbesondere von externen Magnetfeldern, auf den Quantencomputer und optional auf andere Komponenten des Quantencomputersystems zuverlässig reduziert oder gar minimiert oder gar eliminiert werden können. Dadurch können unerwünschte Beeinträchtigungen des Quantencomputers vermieden werden und die Zuverlässigkeit des Betriebes des Quantencomputers erhöht werden. Optional können dadurch etwaige Fehlerquoten des Quantencomputers bei der Durchführung von Quantenoperationen und/oder beim Ausführen von Quantencomputerprogrammen verringert werden, und entsprechend die Genauigkeit und/oder die Zuverlässigkeit des Quantencomputersystems erhöht werden.

[0039] Optional ist das Magnetfeldsensorsystem dazu ausgelegt, das Magnetfeld in drei Raumrichtungen zu erfassen. Dabei kann das Quantencomputersystem dazu ausgelegt sein, die dreidimensionale Änderung des vorherrschenden Magnetfelds zu ermitteln. Dies kann die Möglichkeit bieten, den Quantencomputer von unerwünschten Magnetfeldern und/oder unerwünschten Änderungen von Magnetfeldern in allen drei Raumrichtungen zumindest teilweise abzuschirmen und einen möglichst störungsfreien und/oder fehlerfreien Betrieb des Quantencomputers zu ermöglichen.

[0040] Das Magnetfeldsensorsystem kann dazu ausgelegt sein, einen dreidimensionalen Vektor einer magnetischen Flussdichte B am Ort des Quantencomputers und/oder in unmittelbarer Umgebung des Quantencomputers zu messen. Dies kann den Vorteil bieten, dass eine möglichst genaue Kenntnis des zu kompensierenden und/oder zu stabilisierenden Magnetfelds erlangt werden kann und auf diese Weise ein möglichst störungsfreier und/oder fehlerfreier Betrieb des Quantencomputersystems erreicht werden kann.

[0041] Der zumindest eine Magnetfeldgenerator kann zumindest ein Magnetfelderzeugungsmittel aufweisen Das zumindest eine Magnetfelderzeugungsmittel kann optional eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: zumindest einen Permanentmagneten, zumindest einen Elektromagneten, zumindest eine Helmholtzspule, und zumindest ein Helmholtzspulenpaar. Optional können mehrere Helmholtzspulen und/oder mehrere Helmholtzspulenpaare in unterschiedlichen Raumrichtungen orientiert und angeordnet sein, sodass damit das Magnetfeld am Ort des Quantencomputers in mehreren Raumrichtungen zumindest teilweise kompensiert oder stabilisiert werden kann. Optional kann das zumindest eine Magnetfelderzeugungsmittel einen magnetischen Kreis bilden.

[0042] Der Magnetfeldgenerator kann optional zumindest eine Positioniervorrichtung aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, eine Position und/oder Orientierung des zumindest einen Magnetfelderzeugungsmittels relativ zum Quantencomputer zu ändern. Dies kann eine Einfache Anpassung des durch den Magnetfeldgenerator erzeugten Magnetfeldes ermöglichen. Insbesondere kann dies ermöglichen, einen oder mehrere Permanentmagneten für die Erzeugung des Magnetfelds zu verwenden und dennoch die Möglichkeit zu bieten, das durch den Magnetfeldgenerator am Ort des Quantencomputers bereitgestellte Magnetfeld kontrolliert anpassen zu können.

[0043] Das Quantencomputersystem kann ferner dazu eingerichtet sein, ein Erdmagnetfeld am Ort des Quantencomputers zumindest teilweise zu kompensieren. Dies kann die Möglichkeit bieten, unerwünschte Einflüsse des Erdmagnetfelds auf den Quantencomputer gezielt abzuschwächen oder zu kompensieren.

[0044] Das Quantencomputersystem kann dabei optional ferner eine Positionsbestimmungsvorrichtung aufweisen. Zudem kann das Quantencomputersystem dabei ferner dazu eingerichtet sein, unter Verwendung der Positionsbestimmungsvorrichtung eine Position und/oder Orientierung des Quantencomputers relativ zur Erde zu ermitteln und auf Basis der ermittelten Position und/oder Orientierung des Quantencomputers relativ zur Erde das zu kompensierende Erdmagnetfeld am Ort des Quantencomputers zu bestimmen.

[0045] Dies kann die Möglichkeit bieten, auf automatisierte Weise gezielt das Erdmagnetfeld oder eine Änderung des Erdmagnetfelds, insbesondere bei einer Bewegung des Quantencomputersystem im Erdmagnetfeld, abzuschwächen, zu kompensieren und/oder zu stabilisieren. Dabei kann das Quantencomputersystem optional ferner dazu ausgelegt sein, eine Positionsänderung und/oder Orientierungsänderung des Quantencomputers zu ermitteln und eine Vorhersage für eine zu erwartende Änderung des zu kompensierenden Erdmagnetfelds am Ort des Quantencomputers zu generieren. Dabei kann das Quantencomputersystem ferner dazu ausgelegt sein, eine kartografische Information über das Erdmagnetfeld für die Vorhersage des zu erwartenden Erdmagnetfelds und/oder eine zu erwartende Änderung des zu kompensierenden Erdmagnetfelds zu verwenden.

[0046] Das Quantencomputersystem kann ferner eine Abschirmung umfassen, wobei das Quantencomputersystem dazu ausgelegt ist, mittels der Abschirmung zumindest manche Teilvorrichtungen des Quantencomputersystems zumindest teilweise von elektrischen Feldern und/oder Magnetfeldern abzuschirmen. Dies kann den unerwünschten Einfluss von externen Magnetfeldern auf den Quantencomputer weiter reduzieren und/oder den erforderlichen Aufwand für eine Abschwächung und/oder Kompensation von Magnetfeldern und/oder der Änderung von Magnetfeldern am Ort des Quantencomputers reduzieren.

[0047] Das Quantencomputersystem kann ferner ein Gehäuse umfassen, wobei die Abschirmung zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und/oder zumindest teilweise in das Gehäuse integriert ist. Dies kann die Anzahl der Bauteile und/oder die Komplexität des Aufbaus des Quantencomputersystems reduzieren. Das Gehäuse kann dazu ausgelegt ein, einen Faraday'schen Käfig um den Quantencomputer zu bilden. Dadurch kann der Quantencomputer durch das Gehäuse zumindest teilweise von externen elektrischen Feldern abgeschirmt werden und entsprechend eine Stabilität des Betriebs des Quantencomputers erhöht werden. Die Abschirmung kann optional derart ausgebildet sein, dass die Abschirmung den Quantencomputer gegenüber anderen Komponenten des Quantencomputersystem abschirmt. Dies kann vorteilhaft sein, um einen unerwünschten Einfluss von solchen Komponenten des Quantencomputersystems, welche elektrische und/oder magnetische Felder erzeugen, auf den Quantencomputer zu reduzieren. Das Gehäuse kann optional mehrere Teilgehäuse aufweisen, wobei der Quantencomputer in einem der mehreren Teilgehäuse angeordnet ist und wobei das Teilgehäuse, in welchem der Quantencomputer angeordnet ist, zumindest einen Teil der Abschirmung aufweist, die den Quantencomputer gegenüber anderen Komponenten des Quantencomputersystems abschirmt.

[0048] Die Abschirmung und/oder das Gehäuse können optional zumindest teilweise aus einem µ-Metall ausgebildet sein oder ein µ-Metall umfassen. Dies kann eine besonders effektive Abschirmung des Quantencomputers gegenüber externen Magnetfeldern bewirken.

[0049] Optional kann die Energieversorgungseinrichtung des Quantencomputersystems zumindest teilweise innerhalb der Abschirmung angeordnet sein. Dies kann den Vorteil bieten, dass die Energieversorgungseinrichtung vor unerwünschten Einflüssen durch externe elektrische und/oder magnetische Felder zumindest teilweise geschützt werden kann.

[0050] Im Folgenden werden optionale Merkmale des Magnetfeldsensorsystems und des Magnetfeldgenerators, sowie deren Funktionsweise im Quantencomputersystem erläutert.

[0051] Um den Einfluss externer Magnetfelder zu verringern, ist es sinnvoll den vorgeschlagenen Quantencomputer QC mit einer Abschirmung AS gegen diese externen magnetischen Felder zu versehen. Diese Abschirmung kann beispielsweise eine passive Abschirmung AS beispielsweise in Form von µ-Metall-Matten und/oder eine aktive Abschirmung AS in Form eines magnetfelderzeugenden Systems sein, das ein magnetisches Gegenfeld zu einem externen magnetischen Störfeld erzeugt und dieses dadurch in seiner Wirkung reduziert und/oder sogar kompensiert. Optional umfasst daher der vorgeschlagene Quantencomputer einen oder mehrere Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz zur Erfassung der Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H. Die Magnetfeldsensoren werden (Vorschlag: hier) auch als Sensoren bezeichnet. Optional nutzt die Steuervorrichtung µC die durch den einen oder die mehreren Sensoren MSx, MSy, MSz erfassten Werte der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H zur Steuerung von Magnetfelderzeugungsmitteln MGx, MGy, MGz. Die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz erzeugen optional eine kompensierende magnetische Flussdichte B eines magnetischen Gegenfeldes, das die magnetische Flussdichte B des magnetischen Störfeldes kompensiert.

[0052] Optional erfasst ein erster Sensor MSx die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer ersten Richtung, beispielsweise entlang einer X-Achse. Eine erste Magnetfeldsteuerung MFSx versorgt optional ein erstes Magnetfelderzeugungsmittel MGx des Magnetfeldgenerators mit elektrischer Energie. Das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx erzeugt optional eine magnetische Flussdichte B_x, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der ersten Richtung, also beispielsweise der Richtung der X-Achse, entspricht. Die erste Magnetfeldsteuerung MFSx des Magnetfeldgenerators bestromt optional das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx mit einem ersten elektrischen Strom Ix. Optional steuert eine Steuervorrichtung µC des Quantencomputersystems das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx über die erste Magnetfeldsteuerung MFSx. Optional regelt die erste Magnetfeldsteuerung MFSx die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_x durch das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx so, dass die vom ersten Sensor MSx erfasste, magnetische Flussdichte B bzw. die vom ersten Sensor MSx erfasste magnetische Feldstärke H einem ersten Wert entspricht. Optional ist dieser erste Wert Null. Hierfür wertet die erste Magnetfeldsteuerung MFSx optional den vom ersten Sensor MSx erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom ersten Sensor MSx erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.

[0053] Optional erfasst ein zweiter Sensor MSy des Magnetfeldsensorsystems die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer zweiten Richtung, beispielsweise einer Y-Achse. Optional ist die Richtung der Y-Achse senkrecht zur Richtung der X-Achse gewählt. Eine zweite Magnetfeldsteuerung MFSy des Magnetfeldgenerators versorgt optional ein zweites Magnetfelderzeugungsmittel MGy des Magnetfeldgenerators mit elektrischer Energie. Das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy erzeugt optional eine magnetische Flussdichte B_y, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der zweiten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Y-Achse, entspricht. Die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy bestromt optional das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy mit einem zweiten elektrischen Strom Iy. Optional steuert die Steuervorrichtung µC das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy über die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy. Optional regelt die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_y durch das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy in der Art, dass die vom zweiten Sensor MSy erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom zweiten Sensor MSy erfasste magnetische Feldstärke H einem zweiten Wert entspricht. Optional ist dieser zweite Wert Null. Hierfür wertet die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy den vom zweiten Sensor MSy erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom zweiten Sensor MSy erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.

[0054] Optional erfasst ein dritter Sensor MSz des Magnetfeldsensorsystems die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer dritten Richtung, beispielsweise einer Z-Achse. Optional ist die Richtung der Z-Achse senkrecht zur Richtung der X-Achse und senkrecht zur Richtung der Y-Achse gewählt. Eine dritte Magnetfeldsteuerung MFSz des Magnetfeldgenerators versorgt optional ein drittes Magnetfelderzeugungsmittel MGz des Magnetfeldgenerators mit elektrischer Energie. Das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz erzeugt optional eine magnetische Flussdichte B_z, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der dritten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Z-Achse, entspricht. Die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz bestromt optional das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz mit einem dritten elektrischen Strom Iz. Optional steuert die Steuervorrichtung µC das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz über die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz. Optional regelt die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_z durch das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz in der Art, dass die vom dritten Sensor MSz erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom dritten Sensor MSz erfasste magnetische Feldstärke H einem dritten Wert entspricht. Optional ist dieser dritte Wert Null. Hierfür wertet die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz den vom dritten Sensor MSz erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom dritten Sensor MSz erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.

[0055] Der Quantencomputer QC des Quantencomputersystems verfügt optional über ein optisches System OS, das es der Lichtquelle LED erlaubt, die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB zu bestrahlen. Optional handelt es sich bei dem optischen System OS um ein konfokales Mikroskop. Optional ermöglicht das optische System OS aber auch eine optische Auslesung des Zustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC. Hierzu weist der verlegbare Quantencomputer QC des verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS beispielsweise optional einen dichroitischen Spiegel DBS auf, der die von den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 emittierte Fluoreszenzstrahlung FL passieren lässt, und die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 umlenkt, und die Pumpstrahlung LB von dem Fotodetektor PD zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung FL abhält. Statt eines dichroitischen Spiegels DBS kann der verlegbare Quantencomputer QC des Quantencomputersystems QUSYS beispielsweise auch einen dichroitischen Spiegel DBS aufweisen, der die von den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 emittierte Fluoreszenzstrahlung FL wegspiegelt und die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD über das optische System OS auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 passieren lässt, sodass die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD diese Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp bestrahlt. In dem Fall erfasst optional das optische System OS die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der dichroitischen Spiegel DBS spiegelt diese Fluoreszenzstrahlung FL auf den Fotodetektor PD zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung FL. Der Quantencomputer QC kann somit, insbesondere wenn er eine optische Auslesung der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verwendet, einen Fotodetektor PD zur Erfassung der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 umfassen. Der Fotodetektor PD erzeugt optional in Abhängigkeit von der Fluoreszenzstrahlung FL ein Empfangssignal S0. Ein im Signalpfad nachfolgender Verstärker V verstärkt und filtert optional das Empfangssignal S0 zu einem verstärkten Empfangssignal S1. Der Verstärker V kann somit zur Verstärkung und/oder Filterung des Ausgangssignals des Fotodetektors PD dienen, das typischerweise das Empfangssignal S0 ist. Optional ist das verstärkte Empfangssignal S1 ein digitalisiertes Signal bestehend aus einem oder mehreren Abtastwerten. Optional erfasst die Steuervorrichtung µC beispielsweise mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers ADCV den Wert des verstärkten Empfangssignals S1. Das Quantencomputersystem kann somit, sofern es eine elektronische Auslesung der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verwendet, eine entsprechende Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 umfassen. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1. Optional sind diese Vorrichtungsteile des Quantencomputersystems in einem optional gemeinsamen Gehäuse GH untergebracht, das optional im Sinne der hier vorgelegten Schrift Teil des Quantencomputersystems ist. Optional befinden sich die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ innerhalb eines Substrats D des Quantencomputers. Optional ist das Substrat D mit Dotierstoffen dotiert. Optional umfasst das Substrat D im Wesentlichen optional zumindest im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Wesentlichen Atome ohne ein magnetisches Moment. Im Falle von Diamant als Material des Substrats D umfasst der Diamant optional im Wesentlichen ¹²C-Isotope. Optional bilden im Falle der Verwendung von NV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Sauerstoffatome ¹⁶O, ¹⁸O und/oder Phosphor- und/oder Schwefelatome ³²S, ³⁴S, ³⁶S ohne magnetisches Moment in dem Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 die Dotierung aus. Diese Dotierung im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 kann insbesondere die folgenden beiden Vorteile bieten. Zum Ersten können diese Dotieratome das Fermi-Niveau E_F im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verändern. Im Falle der Verwendung von NV-Zentren als Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 diese Dotierung mit den besagten Dotieratomen das Fermi-Niveau E_F im Bereich dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verschieben. Im Falle einer n-Dotierung kann diese das Fermi-Niveau E_F im Bereich dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 so verschieben, dass das Fermi-Niveau angehoben wird und dass daher dann die energetisch niedriger liegenden NV-Zentren optional elektrisch negativ geladen sind. Die NV-Zentren können dann daher NV^- -Zentren darstellen. Da NV^--Zentren aufgrund des negativen Ladungselektrons über ein magnetisches Moment dieser Elektronenkonfiguration verfügen, können NV^--Zentren somit für die Verwendung als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 besonders geeignet sein. Zum Zweiten kann diese Dotierung, die optional eine n-Dotierung ist, dazu führen, dass die Fehlstellen (Englisch: Vacancies) im Diamant während der Implantation zur Bildung der NV-Zentren elektrisch geladen sind und sich daher aufgrund der elektrischen Abstoßung der negativ geladenen Einzelfehlstellen nicht zusammenballen. Hierdurch kann die Konzentration der Einzelfehlstellen auf einem hohen Niveau gehalten werden, was die Wahrscheinlichkeit einer Bildung von NV-Zentren bei der Implantation von Stickstoff in Diamant anhebt. Dabei können zum Beispiel mit einer Dotierung eines Diamant Substrats D mit Schwefel zeitlich vor der Stickstoff-Implantation gute Ergebnisse erzielt werden. Optional erfolgt die Dotierung mit einem Schwefelisotop ohne magnetisches Kernmoment. Solche Isotope sind die Isotope ³²S, ³⁴S, ³⁶S. Eine Alternative kann eine Dotierung mit den Sauerstoffisotopen ¹⁶O, ¹⁸O darstellen. Alternativ oder zusätzlich kann eine n-Dotierung mit Phosphor erfolgen. Allerdings weist Phosphor ein magnetisches Kernmoment auf. Eine n-Dotierung mit Atomen, die kein magnetisches Kernmoment aufweisen, kann wünschenswert sein. Eine Verschiebung des Fermi-Niveaus E_F mit anderen Mitteln, beispielsweise mittels auf ein geeignetes Potenzial gegenüber dem Substrat D vorgeladenen, optional sehr dünnen Elektroden, kann ebenfalls die gewünschten Effekte herbeiführen. Optional kann das Substrat D des verlegbaren Quantencomputers somit zumindest zeitweise lokal eine Verschiebung des Fermi-Niveaus E_F aufweisen, sodass dieses dann energetisch derart verschoben ist, dass die Ausbeute an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 in Form von NV-Zentren während der Implantation der Stickstoffatome erhöht ist. In analoger Weise kann optional das Fermi-Niveau E_F anderer Substratmaterialien und/oder in Relation zu anderen paramagnetischen Zentren (z. B. des ST1-Zentrums) bei der Ausbildung dieser paramagnetischen Zentren beeinflusst werden. Optional befinden sich die Lichtquelle LD und der Lichtquellentreiber LDRV und das Substrat D und die Vorrichtungen zur Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes MW/RF-AWFG, mWA, MGx, MGy, MGz und die Steuervorrichtung µC und die Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und das optische System OS und ggf. der Verstärker V und die Abschirmung AS sich innerhalb des Gehäuses GH, wodurch sie optional gegenüber von außen eindringender elektromagnetischer Störstrahlung abgeschirmt sind. Hierzu umfasst das Material des Gehäuses GH optional ein elektrisch leitfähiges Material. Optional bildet das Gehäuse GH einen Faraday'schen Käfig. Optional umfasst das Material des Gehäuses GH auch ein Material zur Abschirmung magnetostatischer und/oder quasistatischer magnetischer Felder. Hierfür umfasst das Material des Gehäuses GH optional sogenanntes µ-Metall, bei dem es sich um ein besonders weichmagnetisches Material handeln kann. Dies kann die Abschirmung gegen Magnetfelder besonders begünstigen.

[0056] Das optionale, hier für die Verwendung in einem Quantencomputersystem und in quantentechnologischen Vorrichtungen vorgeschlagene µ-Metall (Mumetall, englisch Mu-metal oder englisch permalloy) gehört typischerweise zu einer Gruppe weichmagnetischer Nickel-Eisen-Legierungen, welche optional einen Anteil von 72 % bis 80 % Nickel sowie Anteile von Kupfer, Molybdän, Kobalt und/oder Chrom aufweisen, und welche eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen, die in dem vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputersystem bzw. der vorgeschlagenen quantentechnologischen Vorrichtung zur Abschirmung AS niederfrequenter externer Magnetfelder vorteilhaft Verwendung finden kann.

[0057] Solches µ-Metall kann eine hohe Permeabilität (beispielsweise in einem Bereich von µ_r = 50.000 bis 140.000 oder mehr) aufweisen, die bewirkt, dass sich der magnetische Fluss der externen niederfrequenten Magnetfelder im Material des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputersystems konzentriert. Dieser Effekt kann bei der Abschirmung AS niederfrequenter oder statischer magnetischer Störfelder zu einer beachtlichen Schirmdämpfung führen. Somit sind die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auch dann gegen solche externen magnetischen Felder abgeschirmt, wenn der verlegbare Quantencomputer QC im Zuge einer Verlegung die räumliche Orientierung und/oder den Ort ändert, wobei mit einer solchen Änderung der Orientierung des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder der Ortsänderung eines solchen verlegbaren Quantencomputers QC eine Änderung der Orientierung und/oder der Stärke der magnetischen Felder, die auf den verlegbaren Quantencomputer QC einwirken, relativ zum verlegbaren Quantencomputer QC einhergehen kann. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der verlegbare Quantencomputer QC z. B. zur Gewichtsersparnis nicht über eine aktive Schirmung bzw. gegen externe magnetische Felder bzw. eine aktive Reduktion oder Kompensation des Magnetfelds verfügt, die das störende Magnetfeld mittels eines Magnetfeldsensors MSX, MSy, MSz erfassen würde und mittels geeigneter Mittel MFSx, MFSy, MFSz, MGX, MGy, MGz ein magnetisches Gegenfeld zur Kompensation erzeugen würde.

[0058] Die Abschirmung AS des Quantencomputersystems kann einen Teil des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC bilden oder das Gehäuse GH des verlegbaren Quantencomputers QC selbst darstellen. Wie bereits beschrieben, kann die Steuervorrichtung µC die Lichtquelle LD mit Hilfe des besagten Lichtquellentreibers LDRV steuern. Dabei erzeugt die Steuervorrichtung µC optional ein Lichtquellensteuersignal, das beispielsweise das Sendesignal S5 sein kann, mittels geeigneter Mittel. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt dann optional die Lichtquelle LD in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal der Steuervorrichtung µC mit elektrischer Energie. Die Lichtquelle LD erzeugt optional die Pumpstrahlung LB in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal der Steuervorrichtung µC. Optional erzeugt somit die Lichtquelle LD die Pumpstrahlung LB in Abhängigkeit von dem Sendesignal S5. In dem Fall der Figur 1 übermittelt die Steuervorrichtung µC optional das Lichtquellensteuersignal über den Steuerdatenbus SDB und den Wellenformgenerator WFG als Sendesignal S5. Im Folgenden kann der Leser also zur Vereinfachung und zum besseren Verständnis annehmen, dass in der Figur 1 das Lichtquellensteuersignal gleich dem Sendesignal S5 ist. Die Lichtquelle LD kann dann mittels des optischen Systems OS den Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB einer Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. bestrahlen. Die Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp liegt optional zwischen 400 nm bis 700 nm und/oder zwischen 450 nm bis 650 nm und/oder 500 nm bis 550 nm und/oder 515 nm bis 540 nm und/oder bei einer Wellenlänge von 532 nm. Im Falle von NV-Zentren in Diamant kann die Verwendung einer Laser-Diode der Firma OSRAM vom Typ PLT5 520B mit 520nm Wellenlänge als beispielhafte Quelle der Pumpstrahlung LB für die Bestrahlung von NV-Zentren in Diamant als Material des Substrats D Verwendung finden. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren dann optional in Abhängigkeit von ihrem Zustand und von der Pumpstrahlung LB Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzwellenlänge λ_fl. Im Falle von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren von Quantenpunkten kann die Fluoreszenzwellenlänge optional in einem Wellenlängenbereich um 638 nm liegen. Die Intensität I_fl der Fluoreszenzstrahlung FL kann dabei von der Intensität I_pmp der Pumpstrahlung LB und damit auch von dem Lichtquellensteuersignal abhängen. Der eine Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 können somit Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzstrahlungswellenlänge λ_fl bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung, der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp emittieren. Im Falle einer optischen Auslesung des Zustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bzw. des Quantenpunkts kann der Fotodetektor PD mittels des optischen Systems OS die Fluoreszenzstrahlung FL erfassen und die Fluoreszenzstrahlung FL in ein Empfängerausgangssignal S0 umwandeln. Das Empfängerausgangssignal S0 kann von der Fluoreszenzstrahlung FL abhängen, die den Fotodetektor PD trifft. Optional hängt das Empfängerausgangssignal S0 von Intensität I_fl der Fluoreszenzstrahlung FL, die den Fotodetektor PD trifft, ab. In dem Fall der optischen Auslesung des Zustands des oder der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verstärkt und/oder filtert der Verstärker V optional das Empfängerausgangssignal S0 und stellt das Signal optional dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC als verstärktes Empfangssignal S1 zur Verfügung. Optional legt der Verstärker V die Werte der Abtastwerte des verstärkten und mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers des Verstärkers V digitalisierten Abtastwerte des verstärkten Empfangssignals S1 in einem Speicher des Verstärkers V ab. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC kann dann beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB diese Abtastwerte des verstärkten Empfangssignals S1 aus dem Speicher des Verstärkers V abfragen und weiterverarbeiten. Im Falle der elektronischen Auslesung der Quantenpunkte NV1, V2, NV3 erzeugen in Figur 1 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnete Vorrichtungen HS1 bis HS3 und VS1 zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit einer Kontrolleinheit B CBB ein zweites Empfangssignal. Wie bereits beschrieben, kann die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die eine oder mehreren Vorrichtungen zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ steuern. Durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen (LH1, LH2, LH3, LV1) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD kann die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC somit die Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ändern und/oder miteinander verkoppeln. Optional verfügt die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC über Mittel, um aus einem oder mehreren Empfangssignalen, insbesondere aus dem ersten Empfangssignal und oder dem zweiten Empfangssignal ein Messwertsignal mit einem oder mehreren Messwerten zu erzeugen. Da diese Empfangssignale von den Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ abhängen hängt das Messwertsignal typischerweise somit ebenfalls von Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ab.

[0059] Zur Erreichung der Verlegbarkeit wurde bis hierher die Verwendung eines raumtemperaturfähigen verlegbaren Quantencomputers QC auf Basis von paramagnetischen Zentren als Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 unter Verwendung nuklearer magnetischer Momente als Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit optischer Pumpstrahlung LB und optischer Zustandsauslesung oder elektronischer Zustandsauslesung der Quantenpunktzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und einer geeigneten, verlegbaren, möglichst passiven Abschirmung AS beschrieben.

[0060] Der hier vorgelegte Vorschlag schlägt nun vor, dass das verlegbare Quantencomputersystem QC und/oder die mobile Vorrichtung optional eine verlegbare Energieversorgung EV bzw. Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des verlegbaren Quantencomputers QC mit Energie aufweist, wie sie oben beschrieben ist. Dies kann die Verlegbarkeit des Quantencomputersystems begünstigen. Optional befindet sich die Energieversorgung EV bzw. Energieversorgungseinrichtung innerhalb des Gehäuses GH. Dabei kann das Gehäuse GH ein Teilgehäuse mit einem magnetisch abgeschirmten Bereich umfassen, in dem sich die für Magnetfelder empfindlichen Teilvorrichtungen des verlegbaren Quantencomputersystems befinden. Außerhalb dieses Teilgehäuses, aber noch innerhalb des Gehäuses GH befinden sich optional die Teile des verlegbaren Quantencomputersystems, die zum Ersten (Sinn?) nicht oder weniger empfindlich gegen magnetische und elektromagnetische externe Störfelder sind und/oder selbst elektromagnetische und/oder magnetische Störfelder erzeugen.

[0061] Die Energieversorgungseinrichtung ist daher optional außerhalb des Teilgehäuses aber innerhalb des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputersystems platziert. Die Quantencomputer QC1 bis QC16 eines Quantencomputersystems QUSYS können auch ein gemeinsames Gehäuse GH aufweisen.

[0062] Optional umfasst das verlegbare Quantencomputersystem ein System zur Kompensation externer Magnetfelder und des Erdmagnetfelds. Dieses System zur Kompensation externer Magnetfelder kann das Magnetfeldsensorsystem und den Magnetfeldgenerator aufweisen. Entsprechend verfügt das vorgeschlagene mobile, verlegbare Quantencomputersystem optional über ein Magnetfeldsensorsystem, welches auch als Sensorsystem bezeichnet werden kann, zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B. Optional erfasst das Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B diesen dreidimensionalen Vektor der magnetischen Flussdichte B in der Nähe des Substrats D. Beispielsweise kann das Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B drei Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz für die drei Raumrichtungen X, Y, und Z umfassen. Es ist denkbar, ein einziges Sensorsystem einzusetzen, wenn es die Ausrichtung des Magnetfelds zulässt. Beispielsweise kann das Quantencomputersystem einen Magnetfeldsensor MSx für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse umfassen. Optional kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSy für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse umfassen. Optional kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSz für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse umfassen.

[0063] Optional umfasst das vorgeschlagene mobile Quantencomputersystem einen Magnetfeldgenerator, d. h. eine oder mehrere magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz, die in der vorliegenden Offenbarung auch als Magnetfelderzeugungsmittel bezeichnet werden. Die magnetfelderzeugenden Vorrichtungen können optional Permanentmagnete PM und/oder Spulen MGx, MGy, MGz, insbesondere Helmholtzspulen und Helmholtzspulenpaare, als Magnetfelderzeugungsmittel umfassen. Die Permanentmagnete PM erzeugen permanent eine magnetische Flussdichte. Die Spulen MGx, MGy, MGz erzeugen eine magnetische Flussdichte entsprechend ihrer elektrischen Bestromung. Optional sind die Permanentmagneten PM und die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz Teil eines magnetischen Kreises. Optional, aber nicht notwendigerweise umfasst der magnetische Kreis ein Joch. Optional befindet sich der Permanentmagnet PM in einem Luftspalt. Optional weist der Magnetfeldgenerator eine oder mehrere Positioniervorrichtungen PV auf, um den Permanentmagneten PM relativ zu Substrat D und/oder in dem Luftspalt neu zu positionieren und so die auf das Subastrat D mit den Quantenpunkten einwirkende magnetische Flussdichte B zu verändern.

[0064] Optional umfasst das Quantencomputersystem und optional die Steuervorrichtung µC des Quantencomputersystems eine Navigationsvorrichtung GPS, die dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die aktuelle Position mitteilt. Optional kann die Steuervorrichtung µC mit Hilfe geomagnetischer Karten des Erdmagnetfelds die sich daraus ergebende Erdmagnetfeldstärke und deren magnetischen Flussdichteanteil bestimmen. Wird der Quantencomputer QC translatorisch bewegt, oder rotiert, so kann beispielsweise der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC Vorhersagewerte für zukünftige translatorische Koordinaten und/oder zukünftige Rotationen über den externen Datenbus EXTDB erhalten, oder aus erhaltenen oder ermittelten Geschwindigkeitswerten und Rotationsgeschwindigkeitswerten voraussagen. Daher kann dann optional der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC Änderungen des auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zukünftig einwirkenden Magnetfelds voraussagen und mittels einer Veränderung des im Quantencomputer QC erzeugten Magnetfelds mittels der magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz kompensieren.

[0065] Ein optionales Verfahren zur Verhinderung von Störungen des Betriebs des verlegbaren Quantencomputers QC durch Änderungen externer Magnetfelder infolge einer Bewegung des verlegbaren Quantencomputers QC kann optional die folgenden Schritte umfassen:
In einem ersten Schritt a) stellt die Steuervorrichtung µC optional beispielsweise mittels Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz eines Magnetfeldsensorsystems das derzeit wirkende externe Magnetfeld fest. In einem zweiten Schritt erfasst die Steuervorrichtung µC optional mittels eines Navigationssystems NAV und/oder einer Positionsermittlungsvorrichtung GPS die aktuellen Koordinaten und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung. Auf Basis dieser Daten und ggf. zusätzlicher Daten, wie zum Beispiel einer elektronischen Karte des Erdmagnetfeldes kann die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputersystems optional das zu erwartende neue externe Magnetfeld bestimmen und optional die Bestromung der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz des Magnetfeldgenerators so anpassen, dass diese Änderung des externen Magnetfelds durch die Bewegung des Verlegbaren Quantencomputersystems im Wesentlichen nicht wirksam wird und die Berechnungsergebnisse von Quantencomputerprogrammen des verlegbaren Quantencomputersystems im Wesentlichen nicht beeinflussen.

[0066] Zur Vereinfachung der Darstellung nehmen wir hier an, dass die Navigationsvorrichtung GPS nicht nur die translatorischen Koordinaten bestimmt, also beispielsweise die Position auf der Erdoberfläche, sondern auch die winkelmäßige Ausrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC und die Winkelgeschwindigkeit der Veränderung dieser Winkel. Durch Berücksichtigung der translatorischen Veränderungen und der rotatorischen Veränderungen der Position und Ausrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC kann das Rechnersystem CPU des verlegbaren Quantencomputersystems die notwendige Anpassung der Magnetfelderzeugung besonders genau vorausberechnen und die magnetfelderzeugenden Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz des Magnetfeldgenerators geeignet steuern.

[0067] Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise die erste Magnetfeldsteuerung MFSx des Magnetfeldgenerators veranlassen, die Bestromung des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx, das optional eine magnetische Flussdichte B_x erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen. Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional auch die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy veranlassen, die Bestromung des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy, das optional eine magnetische Flussdichte B_y erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen. Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional auch die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz veranlassen, die Bestromung des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGz, das optional eine magnetische Flussdichte B_z erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen.

[0068] Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional auch die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM veranlassen, die Positionierung des Permanentmagneten PM der optional eine permanente, räumlich inhomogene magnetische Flussdichte B erzeugt, räumlich anzupassen und damit die magnetische Flussdichte am Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ anzupassen.

[0069] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC erfasst mittels der besagten Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz optional das tatsächliche Magnetfeld und regelt die magnetische Flussdichte optional mittels der unmittelbar zuvor beschriebenen Stellgliedern in Form der magnetfelderzeugenden Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz nach, um Abweichungen zwischen dem erfassten Vektor der magnetischen Flussdichte und dem gewünschten Vektor der magnetischen Flussdichte auszugleichen.

[0070] Optional umfasst das Quantencomputersystem ein Beschleunigungssensorsystem, das translatorische und/oder rotatorische Beschleunigungen des Quantencomputers und/oder des Quantencomputersystems erkennen kann, und die entsprechenden Werte an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC liefern kann, sodass dieser ggf. Gegenmaßnahmen in Form von Gegenbeschleunigungen mittels eines Lageregelungssystems ergreifen kann. Ggf. kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputersystems für einige solcher Gegenmaßnahmen die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM und/oder die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und/oder die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung nutzen. Auch kann ggf. der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC den Fokus des optischen Systems OS in Abhängigkeit von solchen Koordinatenprognosen und/oder Geschwindigkeitsprognosen und/oder Beschleunigungsprognosen für translatorische Bewegungen und rotatorische Bewegungen modifizieren, um den Fokus zu halten. Optional kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC auf Basis solcher Koordinatenprognosen und/oder Geschwindigkeitsprognosen und/oder Beschleunigungsprognosen für translatorische Bewegungen und rotatorische Bewegungen Deformationen und mechanische Schwingungen innerhalb des verlegbaren Quantencomputers QC vorhersagen und ggf.. solche mittels geeigneter Sensoren wie Kameras und Positions- und Abstandssensoren innerhalb des Quantencomputers QC erkennen und kompensieren.

[0071] Optional kann das Quantencomputersystem ferner eine Kühlvorrichtung aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, eine Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers und/oder eine Temperatur eines Substrats D des Quantencomputers zu senken, wobei die Kühlvorrichtung verlegbar ausgebildet ist.

[0072] In einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung demnach ein Quantencomputersystem, umfassend einen Quantencomputer, und eine Kühlvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, eine Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers und/oder eine Temperatur eines Substrats D des Quantencomputers zu senken. Das Quantencomputersystem ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung verlegbar ausgebildet ist.

[0073] Dass die Kühlvorrichtung dazu ausgelegt ist, eine Temperatur von Quantenpunkten und/oder Kernquantenpunkten zu senken, bedeutet dabei, dass die Kühlvorrichtung dazu ausgelegt ist, die thermische Energie der Quantenpunkte und/oder Kernquantenpunkte und/oder einer direkten Umgebung der Quantenpunkte und/oder Kernquantenpunkte im Substrat zu senken.

[0074] Dass die Kühlvorrichtung verlegbar ausgebildet ist, bedeutet dabei, dass die Kühlvorrichtung mit dem Quantencomputersystem verlegbar ist, wobei "verlegbar" im Sinne der obigen Erläuterungen zu verstehen ist. Insbesondere kann die Kühlvorrichtung optional dazu geeignet und/oder ausgelegt sein, den Quantencomputer des Quantencomputersystems während einer Bewegung des Quantencomputerystems zu kühlen und dadurch die Temperatur der Quantenpunkte und/oder Kernquantenpunkte zu senken oder auf einer niedrigeren Temperatur als die Umgebungstemperatur des Quantencomputersystems zu halten.

[0075] Dies bietet den Vorteil, dass eine Kühlung des Quantencomputers auch in einem verlegbaren Quantencomputersystem ermöglicht wird und somit ein Betrieb des Quantencomputers in gekühltem Zustand nicht an einen stationären Betrieb gebunden ist. Vielmehr kann durch die verlegbare Kühlvorrichtung auch während des Verlegens des Quantencomputersystems, d. h., während das Quantencomputersystem beispielsweise bewegt wird, gekühlt werden, und kann dadurch optional eine Anzahl von nutzbaren Quantenpunkten und/oder Kernquantenpunkten des Quantencomputers erhöht werden, und/oder kann eine Funktion des Quantencomputers verbessert werden im Vergleich zu einem ungekühlten Betrieb, etwa bei Raumtemperatur.

[0076] Optional weist die Kühlvorrichtung zumindest ein Closed Loop Helium Gas Cooling System auf oder ist als solches ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass das Kühlsystem besonders mobil ausgestaltet werden kann und entsprechend in ein verlegbares Quantencomputersystem integriert oder mit diesem kombiniert werden kann, ohne die Verlegbarkeit des Quantencomputersystems signifikant einzuschränken. Außerdem bietet dies den Vorteil, dass die Kühlvorrichtung in einem sehr großen Temperaturbereich einsetzbar sein kann, wie beispielsweise von Raumtemperatur bis zu einer Temperatur von etwa 10 K. Somit bietet ein auf einem Closed Loop Helium Gas Cooling System beruhendes System eine sehr große Flexibilität, welche die Verlegbarkeit des Quantencomputersystems begünstigt.

[0077] Optional ist das Quantencomputersystem dazu ausgelegt, die Kühlvorrichtung mittels einer verlegbaren Energieversorgungseinrichtung des Quantencomputersystems mit elektrischer Energie zu versorgen. Dies bietet den Vorteil, dass auch die Kühlvorrichtung auch während dem Verlegen des Quantencomputersystems, oder in anderen Situationen, in denen keine externe Energiequelle bereitsteht, betrieben werden kann. Dadurch wird die die Flexibilität des verlegbaren Quantencomputersystems signifikant erhöht.

[0078] Somit weist das verlegbare Quantencomputersystem optional eine oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV auf, die zusammen mit dem verlegbaren Quantencomputersystem verlegbar sind. Eine oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV sind dabei optional dazu geeignet und/oder vorgesehen, die Spin-Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D zu senken.

[0079] Optional senken eine oder mehrere solcher Kühlvorrichtungen KV die Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D soweit, dass der verlegbare Quantencomputer QC mit einer gegenüber der verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 erhöhten dritten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 arbeiten kann. Optional senken eine oder mehrere solcher Kühlvorrichtungen KV die Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D soweit, dass der Quantencomputer QC mit einer gegenüber der verringerten zweiten Anzahl an Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit einer erhöhten vierten Anzahl an Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ arbeiten kann.

[0080] Optional umfassen eine oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV des Quantencomputers QC ein oder mehrere Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS oder ein oder mehrere verlegbare Closed Loop Helium Gas Cooling Systeme HeCLCS.

[0081] Optional umfasst das verlegbare Quantencomputersystem eine zweite verlegbare Energieversorgung BENG2, die von der ersten verlegbaren Energieversorgung BENG verschieden ist. Optional versorgt die zweite verlegbare Energieversorgung BENG2 ein oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV und/oder ein oder mehrere der Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS mit Energie. Dies kann den Vorteil bieten, dass die Energie für den Betrieb der einen oder mehreren Kühlvorrichtungen in anderer Form bereitgestellt werden kann, wie die Energieversorgung für den Quantencomputer. So kann etwa für den Betrieb der einen oder mehreren Kühlvorrichtungen ein geringeres Maß an Stabilisierung der bereitgestellten elektrischen Energie ausreichend sein, als für den Betrieb des Quantencomputers. Auf diese Weise kann etwa die Menge an bereitzustellender Energie, welche in besonderem Maße stabilisiert ist, reduziert werden, wodurch ein Aufwand für die Stabilisierung der Energie für das Quantencomputersystem verringert werden kann und entsprechend eine Komplexität des Quantencomputersystems gering gehalten werden kann.

[0082] Optional umfasst das Quantencomputersystem ferner eine Stabilisierungsvorrichtung und ist dazu eingerichtet, mittels der Stabilisierungsvorrichtung mechanische Einwirkungen auf den Quantencomputer zumindest teilweise zu kompensieren.

[0083] Somit wird in einem weiteren Aspekt ein Quantencomputersystem bereitgestellt, welches einen verlegbaren Quantencomputer umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass das Quantencomputersystem ferner eine Stabilisierungsvorrichtung aufweist, und dazu eingerichtet ist, mittels der Stabilisierungsvorrichtung eine mechanische Einwirkung auf den Quantencomputer zumindest teilweise zu kompensieren.

[0084] Die zu kompensierenden mechanischen Einwirkungen können dabei solche Einwirkungen sein, welche eine Beschleunigung und/oder eine Änderung einer Beschleunigung des Quantencomputers verursachen. Die Vermeidung und/oder Kompensation solcher mechanischen Einwirkungen kann als eine mechanische Stabilisierung des Quantencomputers erachtet werden.

[0085] Dies bietet den Vorteil, dass auch in Situationen, in welchen mechanische Einwirkungen auf das Quantencomputersystem auftreten können und/oder nicht vermeidbar sind, die mechanischen Einwirkungen zumindest teilweise vom Quantencomputer ferngehalten werden können. Dies kann die Verlegbarkeit des Quantencomputersystems weiter begünstigen und insbesondere einen Betrieb des Quantencomputers während des Verlegens des Quantencomputersystems ermöglichen, auch wenn während des Verlegens mechanische Einwirkungen auf das Quantencomputersystems nicht immer vermeidbar sein können.

[0086] Die Stabilisierungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, eine Beschleunigung des Quantencomputers zu ermitteln, und/oder eine zu erwartende Beschleunigung des Quantencomputers vorherzusagen, und/oder eine Beschleunigung des Quantencomputers zumindest teilweise zu kompensieren, und/oder eine Wirkung einer Beschleunigung auf den Quantencomputer abzuschwächen. Gleichermaßen kann die Stabilisierungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, alternativ oder zusätzlich zu den Beschleunigungen eine jeweilige Änderung der Beschleunigung vorherzusagen bzw. zu kompensieren. Dies kann den Vorteil bieten, dass mechanische Einwirkungen besonders zuverlässig vom Quantencomputer ferngehalten werden können und entsprechend ein zuverlässiger Betrieb auch dann ermöglicht werden kann, wenn mechanische Einwirkungen auf das Quantencomputersystem nicht vermieden werden können.

[0087] Die Stabilisierungsvorrichtung kann optional eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen: einen oder mehrere Beschleunigungssensoren und/oder ein oder mehrere Beschleunigungssensorsysteme zum Ermitteln einer Beschleunigung des Quantencomputers, einen oder mehrere Positionsverschiebesensoren zum Ermitteln einer Positionsverschiebung des Quantencomputers, ein oder mehrere Lageregelungssysteme zum Regeln einer Lage des Quantencomputers, einen oder mehrere Positioniertische und/oder einen oder mehrere Positioniervorrichtungen zur Positionierung des Quantencomputers, eine oder mehrere Bilderfassungseinrichtungen und/oder eine oder mehrere Bildverarbeitungsvorrichtungen zur Erfassung und/oder Verarbeitung von Bildern des Quantencomputers, und fluoreszierende Defektzentren in einem Substrat des Quantencomputers, welche eine andere Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, als Quantenpunkte des Quantencomputers, welche für eine Verwendung als Quantenbits im Quantencomputer vorgesehen sind. Dadurch lassen sich mechanische Einwirkungen, insbesondere anhand von Beschleunigungen und/oder Änderungen von Beschleunigungen besonders zuverlässig ermitteln und kompensieren.

[0088] Das Quantencomputersystem kann optional mehrere Teilvorrichtungen aufweisen, wobei die Stabilisierungsvorrichtung ferner dazu ausgelegt sein kann, eine Übertragung mechanischer Stöße und/oder von mechanischen Schwingungen auf zumindest manche der Teilvorrichtungen abzuschwächen und/oder zu dämpfen. Alternativ oder zusätzlich kann die Stabilisierungsvorrichtung ferner dazu ausgelegt sein, eine Übertragung mechanischer Stöße und/oder von mechanischen Schwingungen zumindest mancher Teilvorrichtungen relativ zueinander abzuschwächen und/oder zu dämpfen. Dies kann eine zuverlässige Abschirmung des Quantencomputers von externen und internen Einwirkungen des Quantencomputersystems ermöglichen.

[0089] Die Stabilisierungsvorrichtung kann optional zum Abschwächen und/oder Dämpfen einer Übertragung von mechanischen Stößen und/oder Schwingungen auf die zumindest manchen Teilvorrichtungen solche Mittel umfassen, die in Versorgungsleitungen zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) eingefügt sind. Alternativ oder zusätzlich kann dazu die Stabilisierungsvorrichtung solche Mittel umfassen, die in Datenleitungen (SDA) zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) eingefügt sind. Alternativ oder zusätzlich kann dazu die Stabilisierungsvorrichtung solche Mittel umfassen, die spezielle mechanische, zumindest abschnittsweise Ausformungen von Versorgungsleitungen zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann dazu die Stabilisierungsvorrichtung solche Mittel umfassen, die spezielle mechanische, zumindest abschnittweise Ausformungen von Datenleitungen (SDA) zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) umfassen. Damit kann eine besonders zuverlässige Abschirmung des Quantencomputers vor mechanischen Einwirkungen auf das Quantencomputersystem erreicht werden.

[0090] Das Quantencomputersystem kann ferner dazu eingerichtet sein, ein Vorliegen eines nicht-statistischen Fehlers und/oder eines nicht-statistischen Quantenfehlers des Quantencomputers zu erfassen und optional bei ermitteltem Vorliegen eines nicht-statistischen Fehlers und/oder eines nicht-statistischen Quantenfehlers des Quantencomputers eine Gegenmaßnahme durchzuführen und/oder zu initiieren und/oder ein Hinweissignal auszugeben. Dadurch kann das Risiko eines fehlerhaften Betriebs des Quantencomputers bei der Durchführung von Quantenoperationen und/oder beim Ausführen von Quantenberechnungen verringert werden.

[0091] Optional ist die Steuervorrichtung µC des Quantencomputersystems zur Steuerung von Mitteln zum Erfassen von Messergebnissen ausgelegt.

[0092] Das verlegbare Quantencomputersystem umfasst somit optional darüber hinaus Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC), die dazu eingerichtet sind, Änderungen der Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), vorherzusagen. Dies ermöglicht optional die Einleitung und/oder Vorbereitung von Gegenmaßnahmen bevor diese notwendig werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn Spulen im Zuge solcher Gegenmaßnahmen bestromt werden müssen und/oder Kondensatoren oder parasitäre Kapazitäten im Zuge solcher Gegenmaßnahmen umgeladen werden müssen.

[0093] Das verlegbare Quantencomputersystem (QC) umfasst darüber hinaus optional Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC), die dazu eingerichtet sind, Änderungen der Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu erfassen. Dies ermöglicht die Regelung von Gegenmaßnahmen.

[0094] Das verlegbare Quantencomputersystem (QC) umfasst darüber hinaus optional Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC), die dazu eingerichtet sind, Änderungen der Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu kompensieren. Damit kann eine mögliche Gegenmaßnahme zur zumindest teilweisen Kompensation der festgestellten Beschleunigungen und/oder Änderungen von Beschleunigungen bewirkt werden.

[0095] Das verlegbare Quantencomputersystem (QC) umfasst darüber hinaus optional Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC), die dazu eingerichtet sind, die Wirkung solcher Änderungen der Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu vermindern. Sofern keine vollständige Kompensation, aus welchen Gründen auch immer, möglich sein sollte, kann das Quantencomputersystem optional dazu eingerichtet sein, auf diese Weise die Arbeitsfähigkeit des Quantencomputers aufrecht zu erhalten.

[0096] Die Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC) können dabei insbesondere ein oder mehrere Beschleunigungssensorsysteme und/oder Beschleunigungssensoren und/oder ein oder mehrere Positionsverschiebungssensoren und/oder ein oder mehrere Lageregelungssysteme und/oder einen oder mehrere Positioniertische und/oder Positioniervorrichtungen und/oder eine oder mehrere Bilderfassungsvorrichtungen und/oder Bildverarbeitungsvorrichtungen umfassen. Die Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC) können dabei optional fluoreszierende Defektzentren im Substrat D mit anderen Fluoreszenzwellenlängen umfassen, die bei Bestrahlung mit einer zu diesen anderen Defektzentren passenden Pumpstrahlung eine Fluoreszenzstrahlung mit einer von der Fluoreszenzwellenlänge λ_fl der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) der Quantenbits verschiedenen Fluoreszenzwellenlänge emittieren.

[0097] Optional kann eine Lichtquelle LD des Quantencomputersystems eine erste Pumpstrahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung mit der ersten Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp zur Anregung der Fluoreszenzstrahlung λ_fl einer ersten Sorte paramagnetischer Zentren der Quantenpunkte der Quantenbits des Quantencomputers QC, beispielsweise von NV-Zentren, umfassen.

[0098] Optional kann die Lichtquelle LD eine zweite Pumpstrahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp zur Anregung der Fluoreszenzstrahlung λ_fl einer zweiten Sorte paramagnetischen Zentren der Quantenpunkte der Quantenbits des Quantencomputers QC, beispielsweise von SiV-Zentren, umfassen. Optional kann die Lichtquelle noch weitere Pumpstrahlungsquellen für die Bereitstellung von Pumpstrahlung mit noch weiteren Wellenlängen aufweisen. Optional kann die Lichtquelle LD eine n-te Pumpstrahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung mit einer n-ten Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp zur Anregung der Fluoreszenzstrahlung λ_fl einer n-ten Sorte paramagnetischer Zentren der Quantenpunkte der Quantenbits des Quantencomputers QC umfassen. Optional unterscheidet sich die erste Sorte paramagnetischer Zentren von allen anderen n-1 Sorten paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC aufweist. Mit anderen Worten sind die Sorten der paramagnetischen Zentren paarweise verschieden.

[0099] Typischerweise unterscheidet sich die erste Pumpstrahlungswellenlänge der ersten Sorte paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC benutzt, von den n-1 anderen Pumpstrahlungswellenlänge der anderen n-1 Sorten paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC aufweist. Mit anderen Worten sind die Pumpstrahlungswellenlängen für die jeweiligen Sorten von paramagnetischen Zentren paarweise verschieden.

[0100] Optional unterscheidet sich die erste Fluoreszenzstrahlungswellenlänge der ersten Sorte paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC aufweist, von den n-1 anderen Fluoreszenzstrahlungswellenlänge der anderen n-1 Sorten paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC aufweist. Mit anderen Worten ist die Fluoreszenzstrahlungswellenlänge der jeweiligen Sorten von paramagnetischen Zentren paarweise verschieden.

[0101] Für die Nachregelung der Positionierung zur zumindest teilweisen Kompensation von mechanischen Einflüssen auf den Quantencomputer kann das Quantencomputersystem die besagten anderen Defektzentren in einem Kristall des Substrats D benutzen. Bei Bestrahlung mit einer weiteren Pumpstrahlung mit einer weiteren Pumpstrahlungswellenlänge emittieren diese anderen Defektzentren eine weitere Fluoreszenzstrahlung mit einer weiteren Fluoreszenzstrahlungswellenlänge. Optional unterscheidet sich die weitere Sorte der besagten andere Defektzentren von allen anderen n-1 Sorten paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC benutzt. Optional unterscheidet sich die weitere Pumpstrahlungswellenlänge der besagten anderen Defektzentren von den n anderen Pumpstrahlungswellenlänge der anderen n Sorten paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC benutzt.

[0102] Typischerweise unterscheidet sich die weitere Fluoreszenzstrahlungswellenlänge der besagten andere Defektzentren von den n anderen Fluoreszenzstrahlungswellenlänge der anderen n Sorten paramagnetischer Zentren, die der Quantencomputer QC als Quantenpunkte von Quantenbits des Quantencomputers QC aufweist. Mit anderen Worten sind die Fluoreszenzstrahlungswellenlängen der zugehörigen Arten von Defektzentren paarweise verschieden. Optional kann die Lichtquelle LD eine weitere Pumpstrahlungsquelle für elektromagnetische Strahlung mit der weiteren Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp zur Anregung der weiteren Fluoreszenzstrahlung λ_fl der besagten anderen Defektzentren umfassen.

[0103] Optional verfügt die Lichtquelle LD über ein System von Spiegeln und/oder Prismen und/oder Strahlteilern und/oder halbdurchlässigen Spiegeln, um die verschiedenen Lichtbündel der verschiedenen Pumpstrahlungen zu einem einzigen Lichtbündel zusammenzufassen, mit dem das optische System OS dann das Substrat D mit den paramagnetischen Zentren der Quantenpunkte und den anderen Defektzentren bestrahlen kann. Ein frequenzselektives Prisma und/oder Spiegelsystem, oder dergleichen, kann dann durch Auswertung der Strahlungswellenlängen die verschiedenen Fluoreszenzstrahlungen wieder voneinander separieren. In dem Beispiel der Figur 1 kann optional die erste Kamera CM1 beispielsweise die Position der anderen Defektzentren bestimmen und mittels einer Bildverarbeitungs-Software die Defokussierung und den x- und y-Versatz des Substrats D gegenüber dem optischen System OS feststellen. Dies ermöglicht eine Positionskorrektur durch die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT, sowie die Refokussierung durch das optische System OS. Optional umfasst das Quantencomputersystem QC zur Anwendung dieses Verfahrens optional je Sorte verwendeter paramagnetischer Zentren und für die anderen Defektzentren über jeweils einen halbdurchlässigen Spiegel STM und jeweils eine Kamera CM1 und jeweils eine Kameraschnittstelle CIF. Optional befindet sich im Strahlengang vor der jeweiligen Kamera ein wellenlängensensitives optisches Funktionselement, das dafür sorgt, dass nur die Fluoreszenzstrahlung des betreffenden paramagnetischen Zentrums bzw. des anderen Defektzentrums die zugeordnete Kamera CM1 erreicht. Die Steuervorrichtung µC steuert optional alle Komponenten der Lichtquelle LD. Die Steuervorrichtung µC steuert optional die Positionskorrektur durch die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT, sowie die Refokussierung durch das optische System OS. Die Steuervorrichtung µC erfasst optional die von den ersten Kameras CM1 erfassten Bilder. Die Steuervorrichtung µC kann optional das von der ersten Kamera für die anderen Defektzentren erfasste Bild der weiteren Fluoreszenzstrahlung der anderen Defektzentren auswerten, und mittels einer Bildverarbeitungs-Software einen Messwert für die Defokussierung des optischen Systems OS gegenüber dem Substrat D und einen Messwert für den x-Versatz des Substrats D gegenüber dem optischen System OS und einen Messwert für den y-Versatz des Substrats D gegenüber dem optischen System OS bestimmen. Die Steuervorrichtung µC steuert mit Hilfe dieser Messwerte optional die Positionskorrektur durch die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT, sowie die Refokussierung durch das optische System OS.

[0104] Das verlegbare Quantencomputersystem QC umfasst optional Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC), die dazu eingerichtet sind, eine Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers QC, vorherzusagen und/oder eine Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers QC, zu erfassen und/oder eine Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers QC, zu kompensieren und/oder die Wirkung einer Beschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers QC, zu vermindern. Solche dritten Mittel können beispielsweise ein oder mehrere Beschleunigungssensorsysteme für das Substrat D und/oder für Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC und/oder für den Quantencomputer QC und/oder Beschleunigungssensoren für das Substrat D und/oder für Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC und/oder für den Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Positionsverschiebungssensoren für das Substrat D relativ zu Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC und/oder für Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC zueinander und/oder für den Quantencomputer QC relativ zu einem außenliegenden Referenzpunkt etc. umfassen. Solche Mittel können optional ein oder mehrere Lageregelungssysteme umfassen, die beispielsweise Teil des Quantencomputers QC und/oder der Steuervorrichtung µC sein können. Solche Mittel können beispielsweise einen oder mehrere Positioniertische umfassen, die ein oder mehrere Komponenten der optischen Funktionselemente des Quantencomputersystems zueinander im Wesentlichen in Position halten können. Die Positioniertische können optional 1 bis 6 translatorische und rotatorische Freiheitsgrade verstellen. Optional kann die Steuervorrichtung µC diese Positioniertische über den Steuerdatenbus SDB steuern. Die Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT sind mögliche Ausgestaltungen solcher Positioniertische.

[0105] Das verlegbare Quantencomputersystem umfasst optional eine oder mehrere Bilderfassungsvorrichtungen und/oder Bildverarbeitungsvorrichtung als Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC), um Verdrehungen und/oder Versätze von Funktionselementen des Quantencomputersystems QC erkennen zu können. In diesem Zusammenhang hat das hier vorgelegte Dokument bereits vorgeschlagen, dass das Substrat D des verlegbaren Quantencomputer QC optional andere fluoreszierende Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen, die eine Fluoreszenzstrahlung mit einer von der Fluoreszenzwellenlänge λ_fl der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) der Quantenbits verschieden Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, umfasst, um die Repositionierung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS zu ermöglichen.

[0106] Optional umfasst das Quantencomputersystem QC Mittel QUV, die dazu eingerichtet sind, die Übertragung mechanischer Stöße und/oder Schwingungen, unter optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) und/oder weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) der optischen Teilvorrichtungen des Quantencomputersystems untereinander zu verhindern und/oder zu dämpfen. Alternativ oder zusätzlich zu den bereits benannten Positioniervorrichtungen, die als aktive Funktionselemente diesem Zweck dienen können und die das hier vorgelegte Dokument bereits benannt hat, kann das Quantencomputersystem auch passive Funktionselemente, wie Federn und/oder Stoßdämpfer und/oder elastische Lagerungen mit einer Verlustkomponente aufweisen. Ein Schwingungsdämpfer ist dabei ein System zur Dämpfung von mechanischen Schwingungen (Vibrationen, Erschütterungen, Stößen). Dabei kann das Ziel darin bestehen, Bewegungsenergie in Wärmeenergie umzuwandeln. Beispielsweise können derartige Mittel Reibungsbremsen umfassen, die typischerweise frequenzunabhängig arbeiten und sich an einem Gegenstück abstützen, welches entweder ruht oder eine andere Resonanzfrequenz aufweist. Optional befindet sich das Gegenstück außerhalb des Quantencomputers QC oder zumindest mechanisch separat von den optischen Funktionselementen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) des Quantencomputers QC. Optional verbindet die in Figur 17 schematisch gezeichnete mechanische Grundkonstruktion MGK die optischen Funktionselementen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) des Quantencomputers QC miteinander. Optional schützen vierte Mittel diese mechanische Grundkonstruktion und die mit ihr verbundenen optischen Funktionselemente (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) des Quantencomputersystems vor Schwingungen, Körperschall und/oder kleinen Beschleunigungen. Die als "Stoßdämpfer" bezeichneten Schwingungsdämpfer etwa, die Teile der Radaufhängung der meisten gefederten Fahrzeuge sind, reduzieren lineare Schwingungen. Drehschwingungsdämpfer wie etwa Planflächendämpfer reduzieren Drehschwingungen. Schwingungstilger, die auf bestimmte Frequenzbereiche abgestimmt sind, die sich frei mit dem schwingenden Objekt bewegen und keine externe Verankerung benötigen, können lineare Schwingungen begrenzen. Eine Methode zur Beeinflussung der Resonanzfrequenz ist die Veränderung von Masse oder Steifigkeit der Konstruktion, um ein Aufschwingen durch äußere Anregung zu vermeiden. Optional sind diese Mittel zur Dämpfung von mechanischen Stößen und/oder Schwingungen zwischen einer mechanischen Grundkonstruktion MGK mit den mit ihr verbundenen optischen Funktionselementen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) einerseits und dem Gehäuse GH des Quantencomputers QC eingefügt. In dem Fall dämpfen sie eine Übertragung von Körperschall etc. von dem Gehäuse GH des Quantencomputers QC und von den übrigen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC auf die mechanische Grundkonstruktion MGK mit den mit ihr verbundenen optischen Funktionselementen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2). Optional sind diese Mittel zwischen dem Gehäuse GH des Quantencomputers QC und den Auflagern des Quantencomputers QC eingefügt, auf denen dieser mechanisch gelagert ist. In dem Fall dämpfen sie eine Übertragung von Körperschall etc. von der mobilen Vorrichtung, also etwa einem Fahrzeug (im Sinne des hier vorgelegten Dokuments) auf das dem Gehäuse GH des Quantencomputers QC und dessen Vorrichtungsteile.

[0107] Somit verfügt das Quantencomputersystem optional über weitere Mittel, die dazu eingerichtet sind, die Übertragung mechanischer Stöße und/oder Schwingungen, zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers QC und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) der optischen Teilvorrichtungen des Quantencomputers QC, insbesondere über Körperschall, zu verhindern und/oder zu dämpfen. Diese Mittel können beispielsweise u. a. in Versorgungsleitungen zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers QC und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) eingefügt sein. Beispielsweise können Drähte und/oder Leitungen in Form mechanischer Federn spiralförmig ausgeführt sein, um die Übertragung von Kräften auszuschließen. Solche Mittel können beispielsweise auch in Datenleitungen SDA zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers QC und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) eingefügt sein. Solche Mittel können spezielle mechanische, zumindest abschnittsweise Ausformungen (z. B. besagte Federn) von Versorgungsleitungen zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers QC und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) umfassen. Solche Mittel können spezielle mechanische, zumindest abschnittsweise Ausformungen (z. B. besagte Federn) von Datenleitungen SDA zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers QC und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) umfassen.

[0108] Optional umfasst das Quantencomputersystem QC weitere Mittel, insbesondere eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Fehler des Quantencomputers QC zu erfassen und/oder beiAuftreten eines nicht statistischen Fehlers des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen durchzuführen oder zu initiieren. Optional umfasst der Quantencomputer QC weitere Mittel, insbesondere eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Fehler des Quantencomputers QC zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehlers des Quantencomputers QC einen solchen nicht statistischen Fehler an ein übergeordnetes System, z. B. eine zentrale Steuereinheit ZSE, zu signalisieren.

[0109] Optional umfasst der Quantencomputer QC weitere Mittel, insbesondere eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Quantenfehler des Quantencomputers QC zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehlers des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen durchzuführen oder zu initiieren. Optional umfasst der Quantencomputer QC weitere Mittel, insbesondere eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Quantenfehler des Quantencomputers QC zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehlers des Quantencomputers QC einen solchen nicht statistischen Quantenfehler an ein übergeordnetes System, z. B. eine zentrale Steuereinheit ZSE, zu signalisieren.

[0110] Optional erzielt erst das Zusammenwirken der verschiedenen Mittel, Teilvorrichtungen und Merkmale des Quantencomputersystems die Wirkung eines störungsfreien Betriebes nach einer Verlegung des Quantencomputers QC und/oder während der Verlegung des Quantencomputers QC.

[0111] Der Begriff "Überwachen" ist dabei so zu verstehen, dass die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV eine zusätzliche Vorrichtung zu den Teilvorrichtungen des Quantencomputers QC darstellen kann, welche optional die anderen Teilvorrichtungen überwachen kann. Die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV kann bezogen auf die Steuervorrichtung µC die Funktion eines Watchdogs innehaben. Bezogen auf die Quantenkomponenten des Quantencomputers QC kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV weitere, darüberhinausgehende Funktionen innehaben. Da der Betrieb der Quantenkomponenten des Quantencomputers QC maßgeblich durch statistische Gesetze bestimmt ist und ansonsten auch nicht deterministische Anteile haben kann, kann die Anwendung eines konventionellen Watchdogs primär für die Steuervorrichtung µC vorteilhaft sein, während für die Anwendung auf die Quantenkomponenten des Quantencomputers QC und deren Zusammenwirken untereinander und mit der Steuervorrichtung µC und den anderen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC ein konventioneller Watchdog nicht geeignet sein kann. Das hier vorgelegte Dokument stellt mit der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV einen neuen zusätzlichen Vorrichtungsteil vor, der auch diese nicht deterministischen Teile des Quantencomputers QC auf Defekte überwacht. Unter "Überwachung" ist hier zunächst im Normalbetrieb die Beobachtung der Vorgänge im Quantencomputer QC und die Bewertung dieser Beobachtungen gemeint. Das hier vorgelegte Dokument schlägt auch vor, dass die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV dazu eingerichtet ist, dem Quantencomputer QC zwischen zwei Quantencomputerprogrammberechnungen vordefinierte Aufgaben zu stellen und die Antwort des Quantencomputers QC nach Zeitpunkt und Inhalt statistisch zu bewerten. Eine solche Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV ist somit das Quantencomputeräquivalent für einen Quantencomputer QC zu einem Question-And-Answer-Watchdog für einen normalenProzessor. Ohne die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV kann der Quantencomputer QC also immer noch einen funktionsfähigen Quantencomputer QC darstellen. Die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV ist nicht notwendigerweise eine Steuervorrichtung µC, die in Abhängigkeit von erfassten Quantenzuständen der Quantenbits des Quantencomputers Programmverzweigungen und/oder Sprünge im Quantencomputerprogrammablauf initiiert.

[0112] Das offenbarungsgemäße Quantencomputersystem kann ferner einen Rotationssensor umfassen, wobei das Quantencomputersystem dazu eingerichtet sein kann, mittels des Rotationssensors eine Rotationsbewegung und/oder eine Orientierung des Quantencomputers zu ermitteln.

[0113] In einem weiteren Aspekt wird Quantencomputersystem bereitgestellt, welches einen verlegbaren Quantencomputer umfasst. Das Quantencomputersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Quantencomputersystem ferner einen Rotationssensor aufweist und dazu eingerichtet ist, mittels des Rotationssensors eine Rotationsbewegung und/oder eine Ausrichtung des Quantencomputers und/oder des Quantencomputersystems zu ermitteln. Insbesondere kann das Ermitteln der Rotationsbewegung während des Betriebs des Quantencomputers erfolgen.

[0114] Dies bietet den Vorteil, dass die Ausrichtung und/oder Rotationsbewegungen des Quantencomputers erfasst und die Auswirkungen auf den Betrieb des Quantencomputers ermittelt werden können. Damit können die Auswirkungen beim Betrieb des Quantencomputers beürcksichtigt werden und/oder Maßnahmen zur zumindest teilweisen Kompensation und/oder Vermeidung der Auswirkung können getroffen werden. Dies kann ermöglichen, einen verlegbaren Quantencomputer auch in Bewegung zu betreiben, wenn Änderungen der Ausrichtung und/oder Rotationsbewegungen des Quantencomputersystems zur erwarten sind.

[0115] Insbesondere bietet dies den Vorteil, dass ein Betreib des Quantencomputers dann ermöglicht oder verbessert werden kann, wenn manche oder alle Quantenbits des Quantencomputers durch eine Änderung der Ausrichtung des Quantencomputers beeinflussbar sind und insbesondere wenn unterschiedliche Arten von Quantenbits des Quantencumputers, etwa Quantenbits und Kernquantenbits, auf unterschiedliche Weise durch Rotationswegebungen beeinflusst werden. Dadurch, dass die Rotationsbewegungen und/oder Änderungen der Ausrichtung ermittelt werden, können diese bei der Ansteuerung des Quantencomputers, insbesondere bei der Manipulation der Quantenbits, berücksichtigt werden.

[0116] Der Rotationssensor kann dazu ausgelegt sein, eine Ausrichtung und/oder eine Rotationsbewegung und/oder eine Rotationsbeschleunigung des Quantencomputers zu ermitteln. Die Ausrichtung und/oder Rotationsbewegung kann dabei eine Achse, zwei Achsen oder drei Achsen betreffen, um welche sich die Ausrichtung des Quantencomputer bzw. Quantencomputersystems drehen kann. Optional kann die Ermittlung einer Rotationsbewegung ein Ermitteln einer Rotationsbeschleunigung umfassen.

[0117] Das Quantencomputersystem kann ferner dazu eingerichtet sein, eine Auswirkung der ermittelten Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung auf den Quantencomputer zumindest teilweise zu kompensieren oder zu vermeiden. Dies kann vorteilhaft für einen zuverlässigen Betrieb des Quantencomputers sein, während dieser bewegt wird.

[0118] Das Quantencomputersystem kann dazu eingerichtet sein, die Auswirkung der ermittelten Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung während eines Betriebs des Quantencomputers zumindest teilweise durch eine Anpassung einer Ansteuerung des Quantencomputers zu kompensieren. Die Anpassung der Ansteuerung des Quantencomputers kann optional eine oder mehrere Anpassungen von Parametern für eine Manipulation eines Quantenbits und/oder eines Kernquantenbits des Quantencomputers umfassen. Dies kann einen Betrieb des Quantencomputers während der Bewegung des Quantencomputers ermöglichen oder verbessern und/oder eine rotatorische Stabilisierung des Quantencomputers entbehrlich machen.

[0119] Die Anpassung der Ansteuerung des Quantencomputers kann optional eine oder mehrere Anpassungen der folgenden Parameter aufweisen:

• eine Kopplungsgrundfrequenz und/oder eine Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander;
• eine Kopplungsgrundfrequenz und/oder Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen koppelbaren Paaren aus je einem Quantenbit (QUB) und einem Kernquantenbit (CQUB);
• eine Kopplungsgrundfrequenz und/oder Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei Kernquantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander.

[0120] Dadurch können Auswirkungen von Ändeurngen der Ausrichtung und/oder von Rotationsbewegungen des Quantencomputers auf die unterschiedlichen Quantenbits zumindest teilweise kompensiert werden, um einen zuverlässigen Betrieb des Quantencomputers zu ermöglichen.

[0121] In einem weiteren Aspekt wird ein Quantencomputersystem umfassend einen verlegbaren Quantencomputer bereitgestellt. Das Quantencomputersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass das Quantencomputersystem ferner eine Rotationsentkopplungsvorrichtung aufweist. Optinoal ist der Quantencomputer in der Quantencomputer drehbar gelagert. Dabei ist das Quantencomputersystem dazu eingerichet, die Auswirkung einer Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung des Quantencomputers zumindest während eines Betriebs des Quantencomputers zumindest teilweise durch ein Entkoppeln des Quantencomputers von seiner Umgebung mittels der Rotationsentkopplungsvorrichtung zu kompensieren oder zu vermeiden.

[0122] Durch die drehbare Lagerung können Änderungen der Ausrichtung und/oder Rotationsbewegungen der Umgebung vom Quantencomputer ferngehalten werden und auf diese Weise unerwünschte Auswirkungen vermieden werden. Dies kann eine anderweitge Kompensation der Änderung der Ausrichtung und/oder von Rotationsbewegungen, etwa durch eine Änderung von Parametern zur Ansteuerung des Quantencomputers, entbehrlich machen. Dadurch kann die Zuverlässigkeit des Betriebs des Quantencomputers während desen Bewegung verbessert und/oder vereinfacht werden. Die Rotationsentkopplungsvorrichtung kann optional eine kardanische Aufhängung aufweisen. Dies kann eine rotatorische Entkopplung des Quantencomputers von dessen Umgebung mit mechanischen Mitteln erlauben. Optional können auch andere Komponenten des Quantencomputersystems oder alle Komponenten des Quantencomputersystems mit dem Quantencomputer in der Rotationsentkopplungsvorrichtung angeordnet sein.

[0123] Die Rotationsentkopplungsvorrichtung kann ferner einen oder mehrere Kreisel aufweisen und/oder mit einem oder mehreren Kreiseln verbunden ist und dazu eingerichtet ist, mittels des einen oder der mehreren Kreisel und der Rotationsentkopplungsvorrichtung eine Drehnung des Quantencomputers relativ zu seiner Umgebung zumindest teilweise zu reduzieren oder zu vermeiden.

[0124] Der Quantencomputer kann relativ zu einer Energieversorgungseinrichtung des Quantencomputersystem drehbar sein. Dies bietet den Vorteil, dass die Energieversorgungseinrichtung nicht notwendigerweise drehbar gelagert sein muss, wenn der Quantencomputer drehbar gelager ist. Dadurch kann die Komplexität des Quantencomputersystems verringern. Das Quantencomputersystem kann ferner zumindest einen Schleifring aufweisen, wobei der zumidenst eine Schleifring den Quantencomputer mit der Energieversorgungseinrichtung verbindet. Dies kann eine zuverlässige Energieversorgung des Quantencomputers sicherstellen, wenngleich dieser relativ zur Energieversorgungseinrichtung drehbar gelagert ist.

[0125] Das Quantencomputersystem kann ferner dazu eingerichtet sein, einen die ermittelte Rotationsbewegung und/oder die Ausrichtung des Quantencomputers charakterisierenden Messwert bereitzustellen. Dies kann den Vorteil bieten, dass der Quantencomputer zur Messung der Rotationsbewegung und/oder der Ausrichtung verwendet werden kann. Optional kann das Quantencomputersystem oder der Quantencomputer als Gyrometer ausgebildet sein oder einen Teil eines Gyrometers bildet.

[0126] Das Quantencomputersystem kann dabei derart ausgebildet sein, dass der Quantencomputer ein Substrat mit einem oder mehreren im Substrat angeordneten Quantenpunkten aufweist.

[0127] Der eine oder die mehreren Quantenpunkte können optional jeweils durch ein oder mehrere paramagnetische Zentren gebildet werden, oder jeweils ein paramagnetisches Zentrum umfassen.

[0128] Das eine oder die mehreren paramagnetischen Zentren können jeweils als NV-Zentrum und/oder als SiV-Zentrum und/oder als TiV-Zentrum und/oder als GeV-Zentrum und/oder als SnV-Zentrum und/oder als NiN4-Zentrum und/oder als PbV-Zentrum und/oder als TR1-Zentrum und/oder als TR12-Zentrum ausgebildet sein.

[0129] Die folgende Tabelle bietet eine beispielhafte Übersicht über optionale Materialien für den Kristall des Substrats und mögliche Arten von Störstellenzentren zusammen mit den zugehörigen Wellenlängen der Zero Phonon Line (ZPL) und möglichen Pumpwellenlänge(n) für die optische Anregung der jeweiligen Art von Störstellenzentrum. Die letzte Spalte gibt Referenzen an, welche weitere Informationen zu den jeweiligen Störstellenzentren enthalten können, und deren Offenbarung, sofern in der jeweiligen Jurisdiktion zulässig, hiermit durch Verweis in die Offenbarung der vorliegenden Schrift aufgenommen sind.

Material des Kristalls des Substrats D	Art des Störstellenzentrum	ZPL	Option. Pumpwellenlänge	Referenz
Diamant	NV-Zentrum		520nm, 532nm
Diamant	SiV-Zentrum	738 nm	685 nm	/2/, /3/, /4/
Diamant	GeV-Zentrum	602 nm	532 nm	/4/, /5/
Diamant	SnV-Zentrum	620 nm	532 nm	/4/, /6/
Diamant	PbV-Zentrum	520 nm, 552 nm, 715 nm	532 nm	/4/, /7/
Diamant	ST1-Zentrum	555 nm	532 nm	/15/
Diamant	TR1
Diamant	TR12-Zentrum	471 nm	410 nm	/16/
Silizium	G-Zentrum	1278,38 nm	637 nm	/8/
Siliziumkarbid	VSI-Zentrum	862 nm(V1) 4H, 858,2 nm(V1') 4H 917 nm(V2) 4H, 865 nm(V1) 6H, 887 nm(V2) 6H, 907 nm(V3) 6H	730 nm,	/1/, /9/, /10/
Siliziumkarbid	DV-Zentrum	1.078 - 1.132 nm	730 nm	/9/
Siliziumkarbid	VCVSI-Zentrum	1:093-1:140 nm 6H	730 nm	/9/
Siliziumkarbid		648;7 nm 4H, 6H, 3C	730 nm	/9/
		651.8 nm 4H, 6H, 3C
		665.1 nm 4H, 6H, 3C
		668.5 nm 4H, 6H, 3C
		671.7 nm 4H, 6H, 3C
		673 nm 4H, 6H, 3C
		675.2 nm 4H, 6H, 3C
		676.5 nm 4H, 6H, 3C
Siliziumkarbid	NCVSI-Zentrum	1.180 nm-1.242 nm 6H	730 nm	/9/, /13/, /14/

[0130] Die in der obigen Tabelle genannten Referenzen lauten wie folgt:

Nr.	Referenz
/1/	Marina Radulaski, Matthias Widmann, Matthias Niethammer, Jingyuan Linda Zhang, Sang-Yun Lee, Torsten Rendler, Konstantinos G. Lagoudakis, Nguyen Tien Son, Erik Janzén, Takeshi Ohshima, Jörg Wrachtrup, Jelena Vučković, "Scalable Quantum Photonics with Single Color Centers in Silicon Carbide", Nano Letters 17 (3), 1782-1786 (2017), DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b05102, arXiv:1612.02874
/2/	C. Wang, C. Kurtsiefer, H. Weinfurter, and B. Burchard, "Single photon emission from SiV centres in diamond produced by ion implantation" J. Phys. B: At. Mol.Opt. Phys., 39 (37), 2006 DOI 10.1088/0953-4075/39/1/005
/3/	Björn Tegetmeyer, "Luminescence properties of SiV-centers in diamond diodes" Promotionsschrift, Universität Freiburg, 30.01.2018
/4/	Carlo Bradac, Weibo Gao, Jacopo Forneris, Matt Trusheim, Igor Aharonovich, "Quantum Nanophotonics with Group IV defects in Diamond", DOI: 10.1038/s41467-020-14316-x, arXiv:1906.10992
/5/	Rasmus Høy Jensen, Erika Janitz, Yannik Fontana, Yi He, Olivier Gobron, Ilya P. Radko, Mihir Bhaskar, Ruffin Evans, Cesar Daniel Rodriguez Rosenblueth, Lilian Childress, Alexander Huck, Ulrik Lund Andersen, "Cavity-Enhanced Photon Emission from a Single Germanium-Vacancy Center in a Diamond Membrane", arXiv:1912.05247v3 [quant-ph] 25 May 2020
/6/	Takayuki Iwasaki, Yoshiyuki Miyamoto, Takashi Taniguchi, Petr Siyushev, Mathias H. Metsch, Fedor Jelezko, Mutsuko Hatano, "Tin-Vacancy Quantum Emitters in Diamond", Phys. Rev. Lett. 119, 253601 (2017), DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.253601, arXiv:1708.03576 [quant-ph]
/7/	Matthew E. Trusheim, Noel H. Wan, Kevin C. Chen, Christopher J. Ciccarino, Ravishankar Sundararaman, Girish Malladi, Eric Bersin, Michael Walsh, Benjamin Lienhard, Hassaram Bakhru, Prineha Narang, Dirk Englund, "Lead-Related Quantum Emitters in Diamond" Phys. Rev. B 99, 075430 (2019), DOI: 10.1103/PhysRevB.99.075430, arXiv:1805.12202 [quant-ph]
/8/	M. Hollenbach, Y. Berencén, U. Kentsch, M. Helm, G. V. Astakhov "Engineering telecom single-photon emitters in silicon for scalable quantum photonics" Opt. Express 28, 26111 (2020), DOI: 10.1364/OE.397377, arXiv:2008.09425 [physics.app-ph]
/9/	Castelletto and Alberto Boretti, "Silicon carbide color centers for quantum applications" 2020 J. Phys. Photonics2 022001
/10/	V. Ivády, J. Davidsson, N. T. Son, T. Ohshima, I. A. Abrikosov, A. Gali, "Identification of Si-vacancy related room-temperature qubits in 4H silicon carbide", Phys. Rev.B, 2017, 96,161114
/11/	J. Davidsson, V. Ivády, R. Armiento, N. T. Son, A. Gali, I. A. Abrikosov, "First principles predictions of magneto-optical data for semiconductor point defect identification: the case of divacancy defects in 4H-SiC", New J. Phys., 2018, 20, 023035
/12/	J. Davidsson, V. Ivády, R. Armiento, T. Ohshima, N. T. Son, A. Gali, I. A. Abrikosov "Identification of divacancy and silicon vacancy qubits in 6H-SiC", Appl. Phys. Lett. 2019, 114, 112107
/13/	S. A. Zargaleh, S. Hameau, B. Eble, F. Margaillan, H. J. von Bardeleben, J. L. Cantin, W. Gao, "Nitrogen vacancy center in cubic silicon carbide: a promising qubit in the 1.5µm spectral range for photonic quantum networks" Phys. Rev.B, 2018, 98, 165203
/14/	S. A. Zargaleh et al "Evidence for near-infrared photoluminescence of nitrogen vacancy centers in 4H-SiC" Phys. Rev.B, 2016, 94, 060102
/15/	P. Balasubramanian, M. H. Metsch, Reddy, R. Prithvi, J. Lachlan, N. B. Manson, M. W. Doherty, F. Jelezko, "Discovery of ST1 centers in natural diamond" Nanophotonics, Vol. 8, Nr. 11, 2019, Seiten 1993-2002. https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0148
/16/	J. Foglszinger, A. Denisenko, T. Kornher, M. Schreck, W. Knolle, B. Yavkin, R. Kolesov, J. Wrachtrup "ODMR on Single TR12 Centers in Diamond" arXiv:2104.04746v1 [physics.optics]

[0131] Das Substrat kann zumindest teilweise aus Diamant ausgebildet sein.

[0132] Der Quantencomputer kann ferner einen oder mehrere Kernquantenpunkte aufweisen.

[0133] Der Quantencomputer kann zudem eine, mehrere oder alle der folgenden Komponenten aufweisen:

• ein Substrat (D);
• ein oder mehrere in dem Substrat angeordnete Quantenpunkten (NV1, NV2, NV3);
• eine Lichtquelle (LD);
• einen Lichtquellentreiber (LDRV);
• eine oder mehrere Vorrichtungen (mWA, MW/RF-AWFG) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3);
• eine Steuervorrichtung (µC);
• einen oder mehrere Speicher (RAM, NVM) der Steuervorrichtung (µC);
• einen Wellenformgenerator (WFG);
• ein optisches System (OS);
• eine Quantenzustandsauslesevorrichtung, wobei die Quantenzustandsauslesevorrichtung optional einen Fotodetektor (PD) und einen Verstärker (V) und/oder eine Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) umfasst.

[0134] Dabei kann das Substrat (D) derart dotiert sein, dass das Fermi-Niveau im Substrat im Bereich der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) derart verschoben ist, dass die Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) elektrisch geladen sind.

[0135] Dabei kann der Wellenformgenerator (WFG) dazu eingerichtet sein, ein Lichtquellensteuersignal (S5) zu erzeugen.

[0136] Dabei kann der Lichtquellentreiber (LDRV) dazu eingerichtet sein, die Lichtquelle (LD) in Abhängigkeit vom Lichtquellensteuersignal (S5) mit elektrischer Energie zu versorgen.

[0137] Dabei kann die Steuervorrichtung (µC) dazu eingerichtet sein, den Wellenformgenerator (WFG) zu steuern.

[0138] Dabei kann die Lichtquelle (LD) dazu eingerichtet sein, mittels des optischen Systems (OS) den einen oder die mehreren Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) mit Pumpstrahlung (LB) einer Pumpstrahlungswellenlänge (λ_pmp) zu bestrahlen.

[0139] Dabei können der eine oder die mehreren Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) dazu ausgelegt sein, Fluoreszenzstrahlung (FL) mit einer Fluoreszenzstrahlungswellenlänge (λ_fl) bei Bestrahlung mit der Pumpstrahlung (LB) zu emittieren.

[0140] Dabei kann der Fotodetektor (PD) dazu eingerichtet sein, mittels des optischen Systems (OS) zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung (FL) zu erfassen und in ein Empfängerausgangssignal (S0) zu wandeln, wobei der Verstärker (V) dazu eingerichtet sein kann, das Empfängerausgangssignal zu einem Empfangssignal (S1) zu verstärken und zu filtern und/oder wobei die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) dazu eingerichtet sein kann, ein Empfangssignal (S1) zu erzeugen.

[0141] Dabei kann die Steuereinrichtung (µC) dazu eingerichtet sein, die eine oder die mehreren Vorrichtungen (mWA, MW/RF-AWFG) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) zu steuern.

[0142] Dabei kann die Steuereinrichtung (µC) dazu eingerichtet sein, durch Ansteuerung der einen oder der mehreren Vorrichtungen (mWA, MW/RF-AWFG) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und/oder durch Steuerung der Emission der Pumpstrahlung (LB) durch die Lichtquelle (LD) Zustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) zu ändern und/oder miteinander zu verkoppeln.

[0143] Dabei kann die Steuereinrichtung (µC) dazu eingerichtet sein, aus einem oder mehreren Empfangssignalen (S1) ein Messwertsignal (S4) mit einem oder mehreren Messwerten zu erzeugen, wobei das Messwertsignal (S4) von Zuständen der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) abhängt.

[0144] Das Quantencomputersystem und/oder der Quantencomputer können optional derart ausgebildet sein, wie in der DE 10 2020 101 784 B3 beschrieben. Dabei kann die technische Lehre im Ganzen oder einzelne Merkmale der DE 10 2020 101 784 B3 Anwendung finden. Die Inhalte der

[0145] DE 10 2020 101 784 B3 werden dabei durch Verweis in die Offenbarung des vorliegenden Anmeldungstextes aufgenommen, sofern dies in der jeweiligen Jurisdiktion zulässig ist.

[0146] In einem weiteren Aspekt wird eine mobile Datenverarbeitungsvorrichtung bereitgestellt, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die mobile Datenverarbeitungsvorrichtung ein Quantencomputersystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Diese bietet den Vorteil, dass mittels der mobilen Datenverarbeitungsvorrichtung NP-vollständige Probleme gelöst werden können. Entsprechend können durch die mobile Datenverarbeitungsvorrichtung flexibel und ortsungebunden und optional auch während der Bewegung der Datenverarbeitungsvorrichtung NP-vollständige Probleme gelöst werden. Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann dabei in verschiedenen Formen ausgebildet sein und/oder in mobilen Vorrichtungen unterschiedlichster Arten integriert sein. Dies ermöglicht somit die Verwendung eines Quantencomputers in mobilen Vorrichtungen.

[0147] Die mobile Datenverarbeitungsvorrichtung kann optional als eines der folgenden Geräte ausgebildet sein:

• ein tragbares Quantencomputersystem;
• ein mobiles Quantencomputersystem;
• ein Smartphone;
• ein Tablet-Computer;
• ein Personal Computer;
• ein Laptop-Computer;
• ein Grafikbeschleuniger; und
• eine Spielkonsole.

[0148] Dies bietet den Vorteil, dass durch die einen Quantencomputer aufweisenden mobile Datenverarbeitungsvorrichtung diese dazu befähigt werden kann, NP-vollständige Probleme zu lösen und dennoch die Verlegbarkeit beizubehalten.

[0149] In einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Fahrzeug ein Quantencomputersystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug dazu befähigt ist, NP-vollständige Probleme zu lösen.

[0150] Das Fahrzeug kann optional als eines der folgenden Fahrzeuge ausgebildet sein:

• ein Kraftfahrzeug;
• ein Landfahrzeug;
• ein schienengebundenes Landfahrzeug;
• ein Personenkraftwagen;
• ein Lastkraftwagen;
• ein Bus;
• ein Motorrad;
• ein taktisches Fahrzeug;
• ein Fahrrad;
• ein Elektrofahrzeug;
• ein unbemanntes Fahrzeug;
• ein Wasserfahrzeug;
• ein Schiff;
• ein Boot;
• ein unbemanntes Wasserfahrzeug;
• ein Unterwasserfahrzeug;
• ein Schwimmkörper;
• ein Unterwasserschwimmkörper;
• eine Boje;
• ein Torpedo;
• ein Luftfahrzeug;
• ein Flugzeug;
• ein Hubschrauber;
• eine Rakete;
• ein unbemanntes Luftfahrzeug;
• eine Drohne;
• eine Roboterdrohne;
• ein Ballon;
• ein Roboter;
• ein Raumflugkörper;
• ein Satellit; und
• eine Raumstation.

[0151] Dadurch werden vielfältige Anwendungsbereiche von Computern durch die Befähigung zur Lösung NP-vollständiger Probleme bereichert.

[0152] In einem weiteren Aspekt wird ein Waffensystem bereitgestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Waffensystem verlegbar ist und ein Quantencomputersystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. Dies bietet den Vorteil, dass das Waffensystem dazu befähigt wird, NP-vollständige Probleme zu lösen, wodurch das Waffensystem anderen Waffensystemen überlegen sein kann, welche nicht dazu in der Lage sind, NP-vollständige Probleme zu lösen.

[0153] Das Waffensystem kann optional als eines der folgenden Waffensysteme ausgebildet sein oder eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweisen:

• ein Geschoss;
• ein Gefechtskopf;
• eine Landmine;
• eine Rakete;
• ein Torpedo;
• eine Seemine;
• ein Panzer;
• ein Artilleriegeschütz;
• ein Feuerleitfahrzeug;
• ein Kampfflugzeug;
• ein Kampfhubschrauber;
• ein taktisches Fahrzeug;
• ein militärisches Wasserfahrzeug;
• ein Satellit; und
• ein Ballon.

[0154] Durch die Einbringung eines verlegbaren Quantencomputers in ein solches Waffensystem können dessen Fähigkeiten erweitert werden, ohne jedoch die Mobilität des Waffensystems einzuschränken.

[0155] Das Waffensystem kann ferner ein Feuerleitsystem aufweisen, wobei das Feuerleitsystem dazu eingerichtet ist, eine Zielermittlung und/oder Zielidentifikation und/oder eine Zielklassifizierung und/oder eine Zielzuweisung und/oder Auswahl von Munition und/oder ein Bereitstellen eines Vorschlags zur Zielbekämpfung unter Verwendung des Quantencomputersystems durchzuführen. Dies bietet den Vorteil, dass sich dieses Quantencomputersystem, zur Durchführung der zuvor genannten Vorgänge, der Lösung NP-vollständiger Probleme bedienen kann. Dadurch kann etwa das Feuerleitsystem zu besseren Lösungen und/oder in kürzerer Zeit zu Lösungen kommen, als dies ohne die Verwendung eines Quantencomputers möglich wäre.

[0156] Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC optional eine zeitliche Reihenfolge oder Priorisierung der Bekämpfung mehrerer Ziele ermitteln. Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC optional einen Zeitpunkt zur Bekämpfung eines Ziels ermitteln. Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC einen Waffentyp und/oder eine Munition zur Bekämpfung eines Ziels ermitteln. Die hier vorgelegte Schrift schlägt u. a. als eine mögliche Ausgestaltung ein Fahrzeug vor, das mit Hilfe des Quantencomputers QC eine Route für das Fahrzeug ermittelt. Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC eine Route und/oder eine Trajektorie für eine Waffe und/oder einen Gefechtskopf und/oder ein Geschoss und/oder eine Munition und/oder ein anderes Fahrzeug ermitteln.

[0157] In einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung einer verlegbaren Energieversorgungseinrichtung zur zumindest teilweisen Versorgung eines verlegbaren Quantencomputers mit elektrischer Energie bereitgestellt. Die Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass die verlegbare Energieversorgungeinrichtung eine erste Spannungsregelstufe und eine zweite Spannungsregelstufe aufweist und dazu eingerichtet ist, eine von einer Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie durch eine mehrstufige Spannungsregelung mittels der ersten Spannungsregelstufe und der zweiten Spannungsstufe zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers auf einen vorbestimmten Spannungswert zu regeln.

[0158] Die für das Quantencomputersystem offenbarten Merkmale und Vorteile sind dabei auch für diese Verwendung als offenbart anzusehen.

[0159] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt, umfassend ein Bereitstellen einer verlegbaren Energiereserve als Energiequelle für elektrische Energie. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner ein Bereitstellen einer verlegbaren Energieversorgungseinrichtung mit einer ersten Spannungsregelstufe und einer zweiten Spannungsregelstufe umfasst, sowie ein Verbinden der Energiereserve mit der Energieversorgungseinrichtung, und ein Bereitstellen der elektrischen Energie aus der Energiereserve für die Energieversorgungseinrichtung. Außerdem umfasst das Verfahren ein Regeln einer Spannung der bereitgestellten elektrischen Energie auf einen ersten Spannungswert mittels der ersten Spannungsregelstufe der Energieversorgungseinrichtung, ein Regeln der durch die erste Spannungsregelstufe mit dem ersten Spannungswert bereitgestellten elektrischen Energie auf einen zweiten Spannungswert mittels einer zweiten Spannungsregelstufe, sowie ein Betreiben des Quantencomputers mit der durch die zweite Spannungsregelstufe mit dem zweiten Spannungswert bereitgestellten elektrischen Energie und Ausführen einer Quantenoperation und/oder eines Quantencomputerprogrammprodukts mittels des Quantencomputers.

[0160] Die Merkmale und Vorteile, welche für ein Quantencomputersystem mit einer Energieversorgungseinrichtung offenbart sind, sind auch für das Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers als offenbart anzusehen und umgekehrt.

[0161] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren ein Ermitteln einer Änderung eines vorherrschenden Magnetfelds mittels eines Magnetfeldsensorsystems, und ein zumindest teilweises Kompensieren der Änderung des Magnetfelds am Ort des Quantencomputers mittels eines Magnetfeldgenerators umfasst.

[0162] Das Verfahren kann ferner ein Bestimmen einer Positionsänderung und/oder Orientierungsänderung des Quantencomputers relativ zur Erde umfassen, sowie ein Generieren einer Vorhersage für eine zu erwartende Änderung des zu kompensierenden Erdmagnetfelds am Ort des Quantencomputers aufgrund der Positionsänderung und/oder Orientierungsänderung. Dabei kann das zumindest teilweise Kompensieren der Änderung des Magnetfelds am Ort des Quantencomputers unter Berücksichtigung der generierten Vorhersage erfolgen.

[0163] Das Generieren der Vorhersage kann unter Verwendung einer kartografischen Information über das Erdmagnetfeld erfolgen.

[0164] Die Merkmale und Vorteile, welche für ein Quantencomputersystem mit einem Magnetfeldsensorsystem und einem Magnetfeldgenerator offenbart sind, sind auch für das Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers als offenbart anzusehen und umgekehrt.

[0165] In einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung einer kartografischen Information über das Erdmagnetfeld zum Bestimmen eines zu kompensierenden Magnetfelds am Ort eines verlegbaren Quantencomputers und/oder zum Generieren einer Vorhersage für eine zu erwartende Änderung des zu kompensierenden Erdmagnetfelds am Ort des Quantencomputers bereitgestellt.

[0166] Die für das Quantencomputersystem offenbarten Merkmale und Vorteile sind dabei auch für diese Verwendung als offenbart anzusehen.

[0167] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers mit einem Substrat, und einem oder mehreren im Substrat angeordneten Quantenpunkten bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer verlegbaren Kühlvorrichtung, sowie ein Senken einer Temperatur des zumindest einen Quantenpunkts im Substrat mittels der verlegbaren Kühlvorrichtung derart, dass eine Anzahl der Quantenpunkte, welche dem Quantencomputer für das einer Quantenoperation und/odereines Quantencomputerprogramms zur Verfügung stehen, erhöht wird.

[0168] Die für das Quantencomputersystem offenbarten Merkmale und Vorteile sind dabei auch für dieses Verfahren als offenbart anzusehen.

[0169] Die verlegbare Kühlvorrichtung kann dabei optional zumindest ein Closed Loop Helium Gas Cooling System aufweisen oder als solches ausgebildet sein.

[0170] In einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines Closed Loop Helium Gas Cooling Systems zum Senken einer Temperatur zumindest eines Quantenpunkts in einem Substrat eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt.

[0171] Die für das Quantencomputersystem offenbarten Merkmale und Vorteile sind dabei auch für diese Verwendung als offenbart anzusehen.

[0172] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Beschleunigung des Quantencomputers, sowie zumindest teilweise ein Kompensieren der Beschleunigung des Quantencomputers und/oder Abschwächen einer Wirkung der Beschleunigung auf den Quantencomputer.

[0173] Das Verfahren kann dabei ferner ein Generieren einer Vorhersage bezüglich einer zu erwartenden Beschleunigung und/oder Änderung einer Beschleunigung des Quantencomputers umfassen, wobei das zumindest teilweise Kompensieren der Beschleunigung des Quantencomputers unter Verwendung der generierten Vorhersage erfolgen kann.

[0174] Die für das Quantencomputersystem offenbarten Merkmale und Vorteile sind dabei auch für dieses Verfahren als offenbart anzusehen.

[0175] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung eines verlegbaren Waffensystems mit einem Quantencomputer breitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen von Umfelddaten des Waffensystems mittels eines Sensors. Zudem umfasst das Verfahren ein Auswerten der Umfelddaten und Identifizieren eines oder mehrerer Objekte im Umfeld des Waffensystems mittels des Quantencomputers, sowie ein Klassifizieren des einen oder der mehreren identifizierten Objekte hinsichtlich einer Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischen Wirkung des einen oder der mehreren Objekte mittels des Quantencomputers. Darüber hinaus umfasst das Verfahren ein Festlegen eines oder mehrerer der folgenden Parameter: eine zu verwendende Waffe des Waffensystems, eine zu verwendende Munition des Waffensystems, eine zu verwendende Konfiguration des Waffensystems, eine Auswahl eines oder mehrerer zu bekämpfender Ziele aus dem einen oder den mehreren klassifizierten Objekten, und eine Reihenfolge einer geplanten Bekämpfung mehrerer zu bekämpfender Ziele.

[0176] Das Klassifizieren des einen oder der mehreren identifizierten Objekte mittels des Quantencomputers kann dabei unter Verwendung von künstlicher Intelligenz erfolgen.

[0177] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Beschleunigung des Quantencomputers, und ein zumindest teilweises Kompensieren der Beschleunigung des Quantencomputers und/oder Abschwächen einer Wirkung der Beschleunigung auf den Quantencomputer.

[0178] Dies bietet den Vorteil, dass etwaige unerwünschte Einwirkungen von Drehbewegungen und/oder Beschleunigungen auf den Quantencomputer vermieden oder reduziert werden können und dadurch eine Zuverlässigkeit des Betriebs des Quantencomputers verbessert und/oder eine Genauigkeit des Quantencomputers erhöht werden kann. Dies kann optional für solche Quantencomputer vorteilhaft sein, welche verschiedene Arten von Quantenbits verwenden, wobei die Quantenbits auf verschiedenartige Weise durch Drehbewegungen und/oder Beschleunigungen beeinflussbar sind. Um dennoch ein zuverlässiges Zusammenwirken der Quantenbits sicherzustellen, können durch das offenbarte Verfahren unerwünschte Einwirkungen auf die Quantenbits zumidnest teilweise reduziert oder vermieden werden.

[0179] Optional kann das Verfahren ferner ein Generieren einer Vorhersage bezüglich einer zu erwartenden Beschleunigung und/oder Änderung einer Beschleunigung des Quantencomputers umfassen. Dabei kann das zumindest teilweise Kompensieren der Beschleunigung des Quantencomputers unter Verwendung der generierten Vorhersage erfolgen. Dies kann auf besonders zuverlässige Weise den Betrieb des Quantencomputers stabiliseren. Optional kann dies besonders vorteilhaft für einen Betrieb des Quantencomputers während einer Bewegung des Quantencomputers ein, bei welcher Drehbewegungen des Quantencomputers nicht ausgeschlossen werden können.

[0180] In einem weiteren Aspekt wird die Verwendung eines Quantencomputers zur Messung einer Rotationsbewegung bereitgestellt. Dies kann den Vorteil bieten, dass Rotationen und/oder Drehungen und/oder Änderungen der räumlichen Orientation bzw. Ausrichtung besonders genau ermittelt werden können. Dabei kann ein Ermitteln einer Einwirkgung der Rotationsbewegung und/oder der Ausrichtung des Quantencomputers auf den Betrieb des Quantencomputers, insbesondere auf zumindest manche Quantenbits des Quantencomputers erfolgen, um darauf basierend eine ursächliche Änderung der räumlichen Orientierung des Quantencomputers zu bestimmen. Dabei kann sich die räumliche Orientierung von einer oder mehreren Komponenten des Quantencomputersystems zusammen mit der Ausrichtung des Quantencomputers ändern.

[0181] In einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines Quantencomputers als Gyrometer bereitgestellt. Dies bietet den Vorteil, dass ein Gyrometer mit besonders großer Genauigkeit bereitgestellt werden kann.

[0182] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Messung einer Rotationsbewegung bereitgestellt. Das Verfahren umfasst dabei ein Bereitstellen eines Quantencomputers, welcher der Rotationsbewegung ausgesetzt ist. Zudem umfasst das Verfahren ein Ermitteln einer Änderung eines oder mehrerer der folgenden Parameter:

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander;

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen koppelbaren Paaren aus je einem Quantenbit (QUB) und einem Kernquantenbit (CQUB);

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei Kernquantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander.

[0183] Außerdem umfasst das Verfahren ein Bestimmen der Rotationsbewegung anhand der ermittelten Änderung des einen oder der mehreren Parameter.

[0184] Dies bietet den Vorteil, dass eine besonders genaue Messung von Rotationsbewegungen und/oder von Änderungen der räumlichen Ausrichtung ermöglicht wird. Die besonders große Genauigkeit kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass für das Bestimmen der Rotationsbewegung einer oder mehrere Quanteneffekte verwendet werden.

[0185] Das Bestimmen der Rotationsbewegung kann darauf basieren, dass die ermittelte Änderung des einen oder der mehreren Parameter proportional zur Ausprägung der Rotationsbewegung ist. Die Ausprägung der Rotationsbewegung kann dabei eine qualitative und/oder quantitative Ausprägung sein. Eine qualitative Ausprügung kann etwa eine Rotationsrichtung der Rotationsbewegung sein. Eine quantitative Ausprägung kann etwa eine Größe eines Drehwinkels der Rotationsbewegung und/oder eine Winkelgeschwindigkeit und/oder eine Winkelbeschleunigung der Rotationsbewegung sein.

[0186] In einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln einer Rotationsbewegung und/oder einer Ausrichtung des Quantencomputers, sowie ein Kompensieren zumindest eines Teils einer Auswirkung der ermitelten Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung auf den Quantencomputer. Dies kann den Vorteil bieten, dass unerwünschte Einwirkungen auf den Quantencomputer durch eine Rotationsbewegung und/oder eine Änderung der Ausrichtung des Quantencomputers vermieden oder reduziert werden können. Dadurch kann ein Betrieb des Quantencomputers auch dann ermöglicht oder erleichtert werden, wenn der Quantencomputer in Bewegung ist und Rotationsbewegungen und/oder eine Änderung der Ausrichtung des Quantencomputersystems, welches den Quantencomputer aufweist, nicht ausgeschlossen werden können. Dies kann optoinal vorteilhaft sein, wenn manche oder alle Quantenpunkte bzw. Quantenbits des Quantencomputers durch eine Änderung der Ausrichtung und/oder eine Rotationsbewegung beeinflussbar sind und/oder wenn eine Ansteuerung der Quantenbits bzw. Quantenpunkte die räumlichen Ausrichtung der Quantenpunkte bzw. Quantenbits zu berücksichtigen hat.

[0187] Das zumindest teilweise Kompensieren der ermitelten Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung kann insbesondere während eines Betrieb des Quantencomputers erfolgt. Optional kann das zumindest teilweise Kompensieren der ermitelten Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung insbesondere erfolgen, während der Quantencomputer eine Quantenoperation durchführt und/oder ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder einen Quantenpunkt ausliest und/oder manipuliert.

[0188] Das Kompensieren der ermitelten Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung auf den Quantencomputer kann ein Anpassen eines oder mehrerer der folgenden Parameter in Abhängigkeit von der ermittelten Rotationsbewegung umfassen:

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander;

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen koppelbaren Paaren aus je einem Quantenbit (QUB) und einem Kernquantenbit (CQUB);

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei Kernquantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander.

[0189] Dies bietet den Vorteil, dass durch derartige Anpassungen ein zuverlässiger Betrieb des Quantencomputers auch dann beibehalten werden kann, wenn sich die räumliche Ausrichtung des Quantencomputers ändert. Außerdem kann dies den Vorteil bieten, dass eine mechanische Kompensation von Rotationsbewegungen und/oder von Änderungen der räumlichen Ausrichtung des Quantencomputers entbehrlich sein kann. Dadurch können die technische Komplexität des Quantencomputersystems verringert und/oder die Herstellungskosten und/oder der Platzbedarf geringgehalten werden. Dies kann eine Miniaturisierung und/oder eine Integration des Quantencomputersystems in mobile Vorrichtungen begünstigen.

[0190] In einem weiterem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein dehbares Lagern des Quantencomputers in einer Rotationsentkopplungsvorrichtung. Außerdem umfasst das Verfahren ein Vermeiden oder Reduzieren einer Auswirkung einer Rotationsbewegung des Quantencomputers auf den Quantencomputer durch ein ein Entkoppeln des Quantencomputers von seiner Umgebung mittels der Rotationsentkopplungsvorrichtung. Dies kann ein Auftreten von Änderungen der räumlichen Ausrichtung und/oder von Rotationsbewegungen des Quantencomputers ermöglichen und dadurch das Auftreten von unerwünschten Einwirkungen auf den Quantencomputer vermeiden oder reduzieren. Die Rotationsentkopplungsvorrichtung kann optional eine kardanische Aufhängung aufweisen.

[0191] Die für das Quantencomputersystem offenbarten Merkmale und Vorteile sind dabei auch für dieses Verfahren als offenbart anzusehen.

[0192] Optional ist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC zusammen mit allen notwendigen Mitteln zu seinem Betrieb Teil des verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS, also z. B. des Smartphones oder des tragbaren Quantencomputersystems QUSYS oder des Fahrzeugs oder des verlegbaren Waffensystems. Die Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC sind somit optional ebenfalls verlegbar ausgebildet. Das vorgeschlagene verlegbare Quantencomputersystem QUSYS umfasst als verlegbare Mittel für dessen Betrieb und insbesondere optional eine oder mehrere verlegbare Energieversorgungen EV und/oder einen oder mehrere verlegbare Quantencomputer QC. Im Sinne dieser Schrift sind diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC optional ebenfalls Teil des Smartphones oder des Kleidungsstücks oder des tragbaren Quantencomputersystem QUSYS oder des Fahrzeugs oder des verlegbaren Waffensystems. Dabei ist für die Auslegung der Ansprüche unerheblich, ob der Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC trotz des Vorhandenseins aller Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des verlegbaren Quantencomputers QC an Mittel und/oder Kommandos außerhalb des Quantencomputers QC gekoppelt ist. Der verlegbare Quantencomputer QC kann jedoch ohne Mittel und/oder Kommandos von außerhalb des Quantencomputersystems funktionstüchtig sein. Beispielsweise soll ein verlegbares Quantencomputersystem QUSYS, das aufgrund der Programmierung der zentralen Steuereinrichtung ZSE und/oder der Programmierung einer Steuervorrichtung µC eines Quantencomputers QC des Quantencomputersystems QUSYS auf ein externes Startkommando wartet, von den Ansprüchen immer noch umfasst sein.

[0193] Die mobile verlegbare Energieversorgung EV umfasst optional eine oder mehrere verlegbare Ladevorrichtungen LDV mit einer oder mehreren Energieversorgungen PWR der Ladevorrichtungen LDV, eine oder mehrere verlegbare Trennvorrichtungen TS, eine oder mehrere verlegbare Energiereserven BENG und eine oder mehrere verlegbare Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG. Die mobile Energieversorgung EV umfasst optional eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG, insbesondere einen Spannungswandler oder einen Spannungsregler oder einen Stromregler, die verhindert, dass Änderungen des Energieinhalts der Energiereserve BENG der Energieversorgung EV, beispielsweise des Ladezustands eines Akkumulators als Energiereserve BENG der Energieversorgung EV, sich auf den verlegbaren Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem QUSYS auswirkt. Dabei versorgen die die mobile Energieversorgung EV die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit Energie und die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG z. B. den verlegbaren Quantencomputer QC und ggf. weitere Teile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie. In dem Fall versorgt also die Energieversorgung EV z. B. den Quantencomputer QC nur indirekt über die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie.

[0194] Optional ist der verlegbare Quantencomputer QC vorschlagsgemäß dazu eingerichtet und vorgesehen, mit einer verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 auch bei Raumtemperatur arbeiten zu können. Als Raumtemperatur kann beispielsweise eine Temperatur von 20° C angenommen werden. Raumtemperatur als Betriebstemperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 führt zu einer Verbreiterung der Resonanzen im Resonanzspektrum, sodass diese sich überlagern. Optional weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC daher eine verlegbare Kühlvorrichtung KV auf, die zusammen mit dem verlegbaren Quantencomputer QC verlegbar ist. Die betreffende verlegbare Kühlvorrichtung KV ist optional dazu geeignet und/oder ausgelegt, die Temperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zu senken. Die Absenkung der Betriebstemperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 führt zu einer Verschmälerung der Resonanzen im Resonanzspektrum, sodass diese sich im Frequenzspektrum in geringerem Maße oder nicht überlagern. Eine solche Kühlung mittels einer Kühlvorrichtung KV senkt optional die Temperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ so weit ab, dass der Quantencomputer QC mit einer gegenüber der ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 erhöhten zweiten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 arbeiten kann.

[0195] Optional umfasst das verlegbare Quantencomputersystem als verlegbare Kühlvorrichtung KV ein Closed Loop Helium Gas Cooling System HeCLCS, das auch als Closed Cycle Cryocoolers bezeichnet wird. Wir verweisen hier beispielsweise auf https://en.wikipedia.org/wiki/Cryocooler.

[0196] Eine weitere Ausprägung des Vorschlags betrifft ein verlegbares Quantencomputersystem, das eine zweite verlegbare Energieversorgung aufweist. Die zweite verlegbare Energieversorgung kann mit der ersten verlegbaren Energieversorgung (Bat) ganz oder teilweise identisch sein. Optional versorgt diese zweite verlegbare Energieversorgung BENG die verlegbare Kühlvorrichtung KV, mit Energie. Dies hat den Vorteil, dass die erste Energieversorgung nicht durch transiente Störungen der Elektromotoren der verlegbaren Kühlvorrichtung KV gestört wird.

[0197] Eine weitere optionale Ausführungsform betrifft einen verlegbaren Quantencomputer QC zur Verwendung in einer mobilen Vorrichtung. Optional ist eine Verwendung in einem Smartphone oder einem tragbaren Quantencomputersystem QUSYS oder in einem Fahrzeug Kfz oder in einem Waffensystem. Das bedeutet, dass die hier vorgelegte Schrift ein verlegbares Waffensystem mit einem verlegbaren Quantencomputer QC vorschlägt, der Teil des verlegbaren Waffensystems ist. Optional ist die Verwendung des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des Feuerleitsystems des Waffensystems oder des Navigationssystems GPS, NAV des Waffensystems ausgestaltet. Optional verwendet das Waffensystem den verlegbaren Quantencomputer QC zu Lösung NP-vollständiger Probleme, wie beispielsweise aber nicht nur die Identifikation von Zielen, die Klassifikation von Zielen, die Zuordnung von Zielen zu bekannten feindlichen Objekten wie Flugzeug und/oder Raketentypen, Fahrzeugtypen, Schiffstypen, Flugkörpertypen, Schwimmkörpertypen, Typen von Unterwasserfahrzeugen, Typen von Unterwasserobjekten, Typen von Raumfahrzeugen, Typen von Satelliten etc. Des Weiteren können die Auswahl der Reihenfolge der Zielbekämpfung und/oder die Auswahl der Waffenmittel und/oder die Auswahl der Munition zur Bekämpfung der Ziele optional zu den Problemen gehören, die das Waffensystem mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC löst. Außerdem kann das verlegbare Waffensystem mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC die Route bzw. die Trajektorie eines jeweiligen Geschosses oder Gefechtskopfes oder Waffenträgers zum Ziel mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC festlegen und/oder modifizieren und/oder überwachen.

[0198] Ein solches Verfahren kann mit der Erfassung von Umfelddaten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A) beginnen. Die Erfassung der Umfelddaten erfolgt optional mittels geeigneter Sensoren, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können und/oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und Umfelddaten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) kann das Quantencomputersystem QUSYS Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS identifizieren, wobei das Umfeld auch entfernt vom Quantencomputersystem QUSYS sein kann. Dabei klassifiziert in einem Schritt C) das Quantencomputersystem QUSYS optional die identifizierten Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS. Optional klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischer Wirkung, um eine Maximierung einer Waffenwirkung zu erzielen. Optional erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS, um die Klassifikation der Objekte durchzuführen. In einem Schritt D) kann das Quantencomputersystem QUSYS die Waffen und/oder die Munition und/oder die Konfiguration und/oder die Reihenfolge der angegriffenen Objekte und/oder die angegriffenen und/oder die nicht angegriffenen Objekte festlegen. Optional erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustands eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS, um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) schlägt das Quantencomputersystem QUSYS optional eins oder mehrere der festgelegten Angriffsszenarien einem Bediener vor, beispielsweise einem oder mehreren Piloten und/oder einem oder mehreren Feuerleitoffizieren, oder dergleichen mehr. Sofern diese den Feuerbefehl geben, kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Angriffsszenario in einem Schritt F) umsetzen. Dies ist in Figur 12 dargestellt.

[0199] Optional weist das verlegbare Quantencomputersystem eine Abschirmung AS auf. Optional schirmt die Abschirmung AS die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, also beispielsweise die NV-Zentren, gegen elektromagnetische Felder und/oder elektromagnetische Wellen ab.

[0200] Das verlegbare Quantencomputersystem QC umfasst optional ein optisches System, das die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, also beispielsweise die paramagnetischen Zentren bzw. die NV-Zentren, lenkt. Das optische System OS umfasst optional ein konfokales Mikroskop.

[0201] Optional umfasst das optische System OS eine erste Kamera CM1, die dazu ausgelegt ist, die Fluoreszenzstrahlung FL der paramagnetischen Zentren NV1, NV2, NV3 und/oder von Clustern solcher paramagnetischer Zentren, also beispielsweise von NV-Zentren und/oder Clustern von NV-Zentren, zu erfassen. Andere fluoreszierende Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen sind denkbar und können optional ebenfalls durch die erste Kamera oder eine oder mehrere weitere Kameras erfasst werden. Solche anderen fluoreszierenden Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen können somit eine Fluoreszenzstrahlung mit einer Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, die von der Fluoreszenzwellenlänge λ_fl der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verschieden ist, und daher beispielsweise mittels eines dichroitischen Spiegels an Stelle des halbdurchlässigen Spiegels STM oder mittels eines optischen Filters von der Pumpstrahlung LB und der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optisch abgetrennt werden kann. Optional ist das Substrat D auf einem Positioniertisch gelagert. Der Positioniertisch umfasst optional eine translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und eine translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung, die die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den Steuerdatenbus SDB optional steuert. Optional erfasst die erste Kamera CM1 die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und damit die Position der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Substrat D. Damit erfasst die erste Kamera CM1 die Position der paramagnetischen Zentren, also beispielsweise der NV-Zentren, relativ zum optischen System OS. Verlagert sich das Substrat D beispielsweise durch mechanische Schwingungen oder andere Störungen relativ zum optischen System OS, so kann ein Bildverarbeitungssystem des verlegbaren Quantencomputers QC diese mechanische Verlagerung beispielsweise durch Auswertung der Position fluoreszierender paramagnetischer Defektzentren erfassen. Das Bildverarbeitungssystem erfasst dabei optional mittels der ersten Kamera CM1 die Fluoreszenzmuster der Defektzentren und vergleicht deren Position auf dem Bild mit Sollpositionen. Das Bildverarbeitungssystem ermittelt optional einen Verschiebungsvektor und Repositioniert das Substrat D mittels des Positioniertisches XT, YT gegenüber dem optischen System OS in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschiebungsvektor. Diese Repositionierung führt die Bildverarbeitungsvorrichtung optional in der Art aus, dass die Position des Quantenpunkts, beispielsweise des paramagnetischen Zentrums bzw. eines Clusters paramagnetischer Zentren, relativ zum optischen System OS nach Abschluss der Repositionierung optional im Wesentlichen unverändert ist. Optional ist das Bildverarbeitungssystem Teil des verlegbaren Quantencomputersystems. Typischerweise arbeitet die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers als das Bildverarbeitungssystem. Das Bildverarbeitungssystem kann aber optional auch eine separate Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC sein. In dem Fall steuert optional die Steuervorrichtung µC das gesonderte Bildverarbeitungssystem über den Steuerdatenbus SDB. Das Bildverarbeitungssystem kann dann beispielsweise Teil der ersten Kameraschnittstelle CIF sein. Statt eines Bildverarbeitungssystems können optional auch andere Positionsverschiebungssensoren die Verlagerungen des Substrats D relativ zum optischen System bzw. Positionsverschiebungen des Substrats D relativ zum optischen System detektieren. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC regelt auf Basis der Positionsverschiebungsdaten solcher Positionsverschiebungssensoren die Lage des Substrats D relativ zum optischen System OS dann nach. Beispielsweise können solche Positionsverschiebungssensoren die erfassten Positionsverschiebungsdaten der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den Steuerdatenbus SDB übermitteln, sodass die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC beispielsweise in Abhängigkeit von diesen erfassten Positionsverschiebungsdaten über den Steuerdatenbus SDB den Positioniertisch mittels der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und mittels der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung das Substrat Dgegenüber dem optischen System OS in Abhängigkeit von diesen ermittelten Positionsverschiebungsdaten wieder so repositionieren kann, als wenn im Wesentlichen keine Verschiebung stattgefunden hätte. Dies kann vorteilhaft sein, um den verlegbaren Quantencomputer QC auch bei Vibrationen, Beschleunigungen und der gleichen betreiben zu können.

[0202] Optional umfasst das verlegbare Quantencomputersystem einen Fotodetektor PD und einen Verstärker V. Der Fotodetektor PD erfasst die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, wenn die Lichtquelle LD sie mit ihrer elektromagnetischen Strahlung, die als Pumpstrahlung LB dient, bestrahlt. Dies nutzt das verlegbare Quantencomputersystem optional zum Auslesen des Quantenzustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Optional handelt es sich bei den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 um paramagnetische Zentren. Optional handelt es sich bei den paramagnetischen Zentren um NV-Zentren in Diamant. Der Verstärker V kann dazu ausgelegt sein, das Empfängerausgangssignal S0 des Fotodetektors PD zu einem verstärkten Empfängerausgangssignal S1 zu verstärken und/oder zu filtern. Das verstärkte Empfängerausgangssignal kann optional auch eine geordnete Menge von Daten in einem Speicher des Verstärkers V sein, wobei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional über den Steuerdatenbus SDB diesen Speicher des Verstärkers V zumindest teilweise auslesen kann.

[0203] Des Weiteren kann das verlegbare Quantencomputersystem QC dazu ausgelegt sein, parallel oder alternativ zu dieser optischen Auslesung des Zustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 auch eine elektronische Auslesung von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 vorzunehmen. Zu diesem Zweck kann das verlegbare Quantencomputersystem alternativ oder parallel zu dem Fotodetektor PD und dem Verstärker V eine Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aufweisen. Optional umfasst die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 elektrisch leitfähige Leitungen zum Anlegen elektrischer Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kontakte zur Absaugung von Ladungsträgern im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung optional zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Vorrichtungen zur Bereitstellung der Steuersignale zur Ansteuerung der besagten elektrisch leitfähigen Leitungen zum Anlegen elektrische Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung optional zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 einen oder mehrere Verstärker zur Verstärkung der über die Kontakte zur Absaugung von Ladungsträgern im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 abgesaugten elektrischen Ströme von Ladungsträgern. Optional weist das Quantencomputersystem einen oder mehrere Digital-zu-Analog-Wandler auf, die an der Erzeugung der Steuersignale zur Ansteuerung der besagten elektrisch leitfähigen Leitungen LH1, LH2, LH3, LV1 zum Anlegen elektrischer Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mitwirken. Optional weist die erste horizontale Treiberstufe HD1 zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB optional steuern kann. Optional weist die zweite horizontale Treiberstufe HD2 zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB optional steuern kann. Optional weist die dritte horizontale Treiberstufe HD3 zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB optional steuern kann. Optional steuert die Steuervorrichtung µC einen oder mehrere dieser Digital-zu-Analog-Wandler über einen internen Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputersystems an.

[0204] In einem weiteren Aspekt wird ein Quantencomputer bereitgestellt, wobei der Quantencomputer einen Quanten-Computer-Stack mit nuklearen Quantenbits und mit elektronischen Quantenbits umfasst und wobei die elektronischen Quantenbits paramagnetische Zentren sind.

[0205] Die Qbits des Quantencomputers können aus nuklearen Quantenbits (¹³C) in einem Diamantmaterial gebildet werden Die Qbits können über NV-Zentren als elektronische Quantenbits miteinander innerhalb einer Quanten-ALU verbunden sein. In diesem Zusammenhang wird auf die Patentfamilie der deutschen Patentanmeldung DE102020125169A1 beispielhaft verwiesen, deren Offenbarungsgehalt Teil dieser Anmeldung ist, sofern in der jeweiligen Jurisdiktion zugelassen. Die nuklearen und elektronischen Quantenbits sind Teil des Quantencomputers und können über weitere Hardwareelemente miteinander interagieren, wie sie beispielsweise in den Schutzrechtsanmeldungen der Patentfamilie der deutschen Patentanmeldung DE102020125169A1 beschrieben sind.

[0206] Der Quantencomputer (Q-circuit hardware model) kann Radiowellen-Leitungen und -Bauelemente, Mikrowellenleitungen und -bauelemente (RF, HF lines), ein optisches System (ca system), und ein elektrisches Gitter (electric grid), wie es beispielsweise die DE102020125169A1 in ihrer Figur 20 zeigt, umfassen. Auf die Figur 23 der DE102020125169A1 und deren zugehöriger Beschreibung wird hier ebenfalls verwiesen. Bei dem optischen System kann es sich optional um ein konfokales Mikroskop mit einem gepulsten Laser handeln.

[0207] Eine Gate-Pulse-Timing Vorrichtung kann die Steuersignale zur zeitgerechten Erzeugung der Signale auf den Radiowellenleitungen und Mikrowellenleitungen erzeugen. Eine Laser-Kontrollvorrichtung (Laser control) kann den Laser steuern, mit dem das optische System gespeist wird. Ein Ein-Ausgangssignalerzeugung(I/O)-Signal kann das elektrische Gitter (electrical grid) steuern. Eine Ablaufsteuerung (SPC) kann die gesamten Vorgänge steuern. Optional umfasst das optische System einen Fotodetektor zum Erfassen von elektromagnetischer Strahlung der Quantenpunkte mit Verstärker, Filter etc. Die Architektur der Hardware des Quantencomputers (Q-circuit hardware model) kann somit optional im Wesentlichen der Architektur der Figur 23 der DE102020125169A1 entsprechen.

[0208] Der Quantencomputer kann mit einer zentralen Steuereinheit (Bezugszeichen ZSE in Figur 38 der DE102020125169A1 verbunden sein. Die zentrale Steuereinheit kann dabei ein Steuerverfahren (Transcompiler) in Form eines Transcompiler genannten Steuerprogramms ausführen, das Steuerbefehle (Mnemonics) in konkrete Steuersignale für die Hardwarekomponenten umsetzt, die über diesen einen oder mehrere Datenbusse übermittelt werden. Ein Optimierer (Optimizer) in Form eines Optimierverfahrens, das die zentrale Steuereinheit typischerweise ausführt, optimiert dabei ggf. Einstellungsparameter und ggf. Filterparameter und arbeitet ggf. Messsignale des optischen Systems auf. Ein Fehlerkorrekturverfahren (QEC) in Form eines Fehlerkorrekturprogramms, das die zentrale Steuereinheit typischerweise ausführen kann, korrigiert optional die Fehler, die aufgrund des statistischen Verhaltens der Quantenbits auftreten können. Die Steuerverfahren, die die zentrale Steuereinheit optional ausführen kann, und die die Steuerbefehle (Mnemonics) symbolisieren, entsprechen dabei optional im wesentlichen abstrakten Quantenoperationen (Abstract Q-circuit models), die die zentrale Steuereinheit optional ausführt. Die zentrale Steuereinheit kann Zusammenfassungen solcher Verfahren als Quantenberechnungen (Quantum algorithms) ausführen. Neben diesen quantenspezifischen Komponenten kann eine vorschlagsgemäße Vorrichtung eine klassische Rechner-Hardware in Harvard- oder Von-Neumann-Architektur (classical hardware) aufweisen. Optional ist die zentrale Steuereinheit eine solche klassische Hardware. Die klassische Hardware führt optional klassische Verfahren (classical software, classical algorithms) aus. Die zentrale Steuereinheit führt dann somit insgesamt gemischte Verfahren (Quantum classical hybrid software) der klassischen Datenverarbeitung und der Quantenverarbeitung aus. Der Nutzer kann dann das durch die zentrale Steuereinrichtung zur Verfügung gestellte gemischte Verfahren auf konkrete reale Probleme anwenden. (real-world problem and data sets). Ferner wird ein Verfahren bereitgestellt, das sich in diese Unterverfahren gliedern lässt. Ein derartiges Verfahren kann mit dem Begriff Quanten-Computer-Stack bezeichnet werden.

[0209] Ferner wird eine mobile Vorrichtung gemäß einer optionalen Ausführungsform bereitgestellt, wobei die mobile Vorrichtung ein verlegbares Quantencomputersystem (QUSYS) gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst. Das Quantencomputersystem (QUSYS) umfasst dabei zumindest einen Quantencomputer (QC1, QC2). Ferner umfasst die mobile Vorrichtung gemäß der optionalen Ausführungsform einen oder mehrere Sensoren (SENS) und/oder Messmittel, wobei die Sensoren (SENS) und/oder Messmittel dazu ausgelegt sind, Messwerte über die Umgebung der mobilen Vorrichtung und/oder über Zustände der mobilen Vorrichtung und/oder über Zustände von Insassen der mobilen Vorrichtung und/oder über Nutzer/Nutzerinnen der mobilen Vorrichtung und/oder über Zustände der Zuladung der mobilen Vorrichtung zu erfassen und an das Quantencomputersystem (QUSYS) zu liefern. Der eine oder die mehreren Sensoren (SENS) und/oder Messmittel der mobile Vorrichtung können dazu ausgelegt sein, zumindest einen der folgenden Messwert-liefernden Sensoren (SENS) als Untersystem zu umfassen:

• einen Radar-Sensor und/oder
• ein Mikrofon und/oder
• ein Ultraschallmikrofon und/oder
• ein Infraschallmikrofon und/oder
• einen Ultraschalltransducer und/oder
• einen Infrarotsensor und/oder
• einen Gassensor und/oder
• einen Beschleunigungssensor und/oder
• einen Geschwindigkeitssensor und/oder
• einen Strahlungsdetektor und/oder
• ein bildgebendes System und/oder
• eine Kamera und/oder
• eine Infrarotkamera und/oder
• eine Multispektralkamera und/oder
• ein LIDAR-System und/oder
• ein Ultraschallmesssystem und/oder
• ein Dopplerradarsystem und/oder
• ein Quantenradarsystem und/oder
• einen Quantensensor und/oder
• einen Positionssensor und/oder
• ein Navigationssystem und/oder
• einen GPS-Sensor (oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung) und/oder
• einen Lagesensor und/oder
• einen Partikelzähler und/oder
• ein Detektionssystem für biologische Stoffe, insbesondere für biologische Kampstoffe, und/oder
• ein Gravimeter und/oder
• einen Kompass und/oder
• ein Gyroskop und/oder
• einen MEMS-Sensor und/oder
• einen Drucksensor und/oder
• einen Neigungswinkelsensor und/oder
• einen Temperatursensor und/oder
• einen Feuchtesensor und/oder
• einen Windgeschwindigkeitssensor und/oder
• einen Wellenfrontsensor und/oder
• ein mikrofluidisches Messsystem und/oder
• ein Abstandsmesssystem und/oder
• ein Längenmesssystem und/oder
• einen biologischen Sensor zur Detektion biologischer Marker und/oder Viren und/oder Mikroben oder dergleichen und/oder
• ein Sensorsystem zur Erfassung biologischer Messwerte von Fahrzeuginsassen und/oder zur Erfassung biologischer Messwerte lebender Ladung, insbesondere von Tieren und/oder biologischen Materialien, und/oder
• ein Seat-Occupation-Messystem und/oder
• einen Spannungssensor und/oder einen Stromsensor und/oder einen Leistungssensor und/oder
• einen Radarsensor und/oder
• einen LIDAR-Sensor und/oder
• einen Ultraschallsensor und/oder
• einen Kamera basierenden Sensor und/oder
• einen Quantensensor und/oder
• einen Sonarsensor.

[0210] Der Quantencomputer QC kann dabei dazu ausgelegt sein, in Abhängigkeit von diesen Messwerten eine Lagebeurteilung für den Gesamtzustand der mobilen Vorrichtung und/oder der Umgebung der mobilen Vorrichtung und/oder der Zustände des der mobilen Vorrichtung und/oder der Zustände von Fahrzeuginsassen und/oder von Nutzer/Nutzerinnen der mobilen Vorrichtung und/oder von Zuständen der Zuladung der mobilen Vorrichtung zu ermitteln.

[0211] Dabei kann der Quantencomputer QC in Abhängigkeit von diesen Messwerten optional die mobile Vorrichtung und/oder Vorrichtungsteile der mobilen Vorrichtung steuern und/oder eine Steuerung der mobilen Vorrichtung oder eines Vorrichtungsteils der mobilen Vorrichtung beeinflussen.

[0212] Die Sensoren der mobilen Vorrichtung können dabei einen oder mehrere der folgenden Sensoren aufweisen: Radarsensoren, Lidarsensoren, Ultraschallsensoren, Kamera-basierte Sensoren, Quantensensoren, und Sonarsensoren.

[0213] Die Sensoren (SENS) können Sensordaten an das Quantencomputersystem (QUSYS) übertragen und das Quantencomputersystem (QUSYS) kann dazu eingerichtet sein, einen oder mehrere Quantenalgorithmen auszuführen, welche die Leistungsfähigkeit von Sensoren (SENS) steigern und/oder welche die Verarbeitung der Daten und der Sensordaten der Sensoren (SENS) und/oder anderer Daten beschleunigen.

[0214] Die mobile Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) des Quantencomputersystems (QUSYS) Prozessierungs- und/oder Optimierungsaufgaben in der Sensorfernerkundung und/oder der Erkundung der Erdoberfläche und/oder in der Sonarerkundung und/oder in der Ultraschallerkundung und/oder in der Bilderkennung und/oder in der Bildverarbeitung und/oder der Erkundung der Wasseroberfläche und/oder in der Erkundung eines Meeresvolumens und/oder des Luftraums und/oder des Seegebiets mittels der Sensoren (SENS) zu lösen.

[0215] Die mobile Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) des Quantencomputersystems (QUSYS) Quantencomputing-Routinen und/oder Quantencomputing-Verfahren im Bereich der Radardatenprozessierung und/oder der Sonardatenprozessierung und/oder der Ultraschalldatenprozessierung und/oder der LIDAR-Datenprozessierung auszuführen.

[0216] Die mobile Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) des Quantencomputersystems (QUSYS) eine Fokussierung von Sensor-Rohdaten vorzunehmen.

[0217] Die mobile Vorrichtung kann dazu eingerichtet ist, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) seines Quantencomputersystems (QUSYS) Verfahren der Radarinterferometrie und/oder Sonarinterferometrie auszuführen.

[0218] Die mobile Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, unter Verwendung zumindest eines Quantencomputers (QC1, QC2) des Quantencomputersystems (QUSYS) Radarbilder und/oder LIDAR-Bilder und/oder Sonarbilder und/oder Bilder auf Basis der Sensordaten der Sensoren (SENS) und/oder von Satellitendaten und/oder anderen Daten zu erzeugen und/oder auszuwerten.

[0219] Die mobile Vorrichtung kann Teil eines Schwarms derartiger mobiler Vorrichtungen sein.

[0220] In einem weiteren Aspekt wird ein Quantencomputer (QC) bereitgestellt,

wobei der Quantencomputer (QC) eine Steuervorrichtung (µC) aufweist und

wobei der Quantencomputer (QC) erste Quantenbits (QUB) und/oder elektronische Quantenbits (QUB) mit Quantenpunkten (NV) aufweist und

wobei der Quantencomputer (QC) zweite Quantenbits (CQUB) und/oder zweite nukleare Quantenbits (CQUB) mit Kernquantenpunkten (CI) aufweist und

wobei der Quantencomputer (QC) erste Mittel zur Beeinflussung der ersten Quantenbits (QUB) aufweist und

wobei der Quantencomputer (QC) zweite Mittel zur Beeinflussung der ersten Quantenbits (QUB) und zur Beeinflussung der zweiten Quantenbits (CQUB) mittels der ersten Quantenbits (QUB) aufweist und

wobei die ersten Mittel die zweiten Mittel umfassen können oder die zweiten Mittel die ersten Mittel umfassen können und

wobei der Quantencomputer (QC) dritte Mittel zum Erfassen des Quantenzustands der ersten Quantenbits (QUB) aufweist und

wobei die ersten Quantenbits (QUB) und/oder die ersten elektronischen Quantenbits (QUB) mit Quantenpunkten (NV) Vorrichtungsteile mit einem elektronischen Spin aufweisen und

wobei die zweiten Quantenbits (CQUB) und/oder die ersten nuklearen Quantenbits CQUB) mit Kernquantenpunkten (CI) Vorrichtungsteile mit einem nuklearen Spin aufweisen und

wobei der elektronische Spin der ersten Quantenbits (QUB) sich bei einer Drehung des Quantencomputers (QC) mit dem Quantencomputer (QC) im Wesentlichen mitdreht und

wobei der nukleare Spin der zweiten Quantenbits (CQUB) sich bei einer Drehung des Quantencomputers (QC) im Wesentlichen nicht mit dem Quantencomputer (QC) mitdreht und

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet ist, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Rotationsachse (AX1, AX2) aufzuweisen und

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet ist, Beschleunigungen senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung und/oder Rotationsbeschleunigungen um die Rotationsachse (AX1, AX2) ausgesetzt zu werden und

wobei die Steuervorrichtung (µC) dazu eingerichtet ist, ein Quantencomputerprogramm auszuführen, und

wobei das Quantencomputerprogramm Quanten-Op-Codes umfasst und

wobei jeder Quanten-Op-Code eine Manipulation und/oder ein Auslesen des Quantenzustands zumindest eines ersten Quantenbits (QUB) und/oder des Quantenzustands eines zweiten Quantenbits (CQUB) zu symbolisiert, die die Steuervorrichtung (µC) bei Ausführung des Quanten-Op-Codes mit Hilfe der ersten Mittel und/oder der zweiten Mittel und/oder der dritten Mittel ausführt. Der Quantencomputer (QC) kann mindestens zwei erste Quantenbits (QUB1, QUB2) aufweisen und wobei das erste erste Quantenbit (QUB1) mit dem zweiten ersten Quantenbit (QUB2) koppelbar und/oder verschränkbar ist.

[0221] Der Quantencomputer (QC) kann ferner mindestens zwei erste Quantenbits (QUB1, QUB2) aufweisen und wobei das erste erste Quantenbit (QUB1) mit dem zweiten ersten Quantenbit (QUB2) direkt mittels direkter Dipol-Dipol-Kopplung zwischen dem ersten ersten Quantenbit (QUB1) und dem zweiten ersten Quantenbit (QUB2) koppelbar und/oder verschränkbar ist.

[0222] Der Quantencomputer (QC) kann mindestens ein erstes Quantenbit (QUB) und ein zweites Quantenbit (CQUB) aufweisen, wobei das erste Quantenbit (QUB) mit dem zweiten Quantenbit (CQUB) koppelbar und/oder verschränkbar ist .

[0223] Der Quantencomputer (QC) kann optional mindestens zwei erste Quantenbits (NV1, NV2) aufweisen, wobei der Quantencomputer (QC) optional mindestens zwei zweite Quantenbits (CQUB1, CQUB2) aufweist und wobei das erste erstes Quantenbit (QUB1) mit dem ersten zweiten Quantenbit (CQUB1) koppelbar und/oder verschränkbar ist und wobei das zweite erste Quantenbit (QUB2) mit dem zweiten zweiten Quantenbit (CQUB2) koppelbar und/oder verschränkbar ist und wobei das erste erste Quantenbit (QUB1) mit dem zweiten ersten Quantenbit (QUB2) koppelbar und/oder verschränkbar ist.

[0224] Dabei können die ersten Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) optional paramagnetische Zentren und/oder NV-Zentren in Diamant und/oder SiV-Zentren in Diamant umfassen.

[0225] Dabei können die zweiten Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) nukleare Spins von ¹³C-Isotopen oder ¹⁴N-Isotope oder ¹⁵N-Isotope oder anderer Isotope mit nuklearem Spin umfassen.

[0226] Dabei kann der Quantencomputer (QC) Vorrichtungsteile umfassen, die

• Ausrichtungsmesswerte für Drehungen um eine Achse und/oder um zwei Achsen (AX1, AX2) und/oder drei Achsen und/oder
• Rotationswerte für Drehungen um eine Achse und/oder um zwei Achsen (AX1, AX2) und/oder drei Achsen und/oder
• Rotationsbeschleunigungswerte für Drehungen um eine Achse und/oder um zwei Achsen (AX1, AX2) und/oder drei Achsen Rotationsbeschleunigungswerte und/oder
• Beschleunigungswerte für einen translatorischen Freiheitsgrad und/oder zwei translatorische Freiheitsgrade und/oder drei translatorische Freiheitsgrade für den Quantencomputer QC bestimmen und/oder eine solche Bestimmung zulassen.

[0227] Dabei kann der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen

• zwischen den Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander und/oder
• zwischen den koppelbaren Paaren aus je einem ersten Quantenbit (QUB) und je einem zweiten Quantenbit (CQUB) und/oder
  • zwischen den Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten Quantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander

zu bestimmen und als zu verwendende Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen abzuspeichern.

[0228] Dabei kann der Quantencomputer (QC) einen Rotationssensor (RTS) für die Erfassung von Rotationswerten und/oder Rotationsbeschleunigungswerten für Drehungen um eine Achse oder einen Rotationssensor (RTS) für die Erfassung von Rotationswerten und/oder Rotationsbeschleunigungswerten für Drehungen um zwei Achsen (AX1, AX2) oder einen Rotationssensor (RTS) für die Erfassung von Rotationswerten und/oder Rotationsbeschleunigungswerten für Drehungen um drei Achsen umfassen, und

wobei der Rotationssensor (RTS) des Quantencomputers (QC) die aktuelle Ausrichtung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Ausrichtungsmesswerte erfassen kann und/oder

wobei der Rotationssensor (RTS) des Quantencomputers (QC) die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Rotationswerte erfassen kann und/oder

wobei der Rotationssensor (RTS) des Quantencomputers (QC) die aktuelle Rotationsbeschleunigung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Rotationsbeschleunigungswerte erfassen kann und wobei der Quantencomputers (QC) dazu eingerichtet sein kann, in Abhängigkeit von den Ausrichtungsmesswerten und/oder den Rotationswerte und/oder den Rotationsbeschleunigungswerten die zu verwendenden Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen

• zwischen den Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander und/oder
• zwischen den koppelbaren Paaren aus je einem ersten Quantenbit (QUB) und je einem zweiten Quantenbit (CQUB) und/oder
• zwischen den Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten Quantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander aus den zu verwendenden Kopplungsgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen zu bestimmen, und

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet ist, bei der Manipulation der ersten Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und/oder zweiten Quantenbist (CQUB, CQUB1, CQUB2) mittels der ersten Mittel und/oder der zweiten Mittel die so bestimmten zu verwendenden Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zu verwenden.

[0229] Der Quantencomputer (QC) kann dazu eingerichtet sein, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen

• zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander und/oder
• zwischen koppelbaren Paaren aus je einem ersten Quantenbit (QUB) und je einem zweiten Quantenbit (CQUB) und/oder
• zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten Quantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander

zu einem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen abzuspeichern und

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen

• zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander und/oder
• zwischen koppelbaren Paaren aus je einem ersten Quantenbit (QUB) und je einem zweiten Quantenbit (CQUB) und/oder
• zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten Quantenbits (CQUB1, CQUB2) untereinander

zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zu verwenden und wobei der der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, aus einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen eine aktuelle Ausrichtung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Ausrichtungsmesswerte zu ermitteln und/oder

wobei der der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, aus einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen eine aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Rotationsmesswerte zu ermitteln und/oder

wobei der der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, aus einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen eine aktuelle Rotationsbeschleunigung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Rotationsbeschleunigungsmesswerte zu ermitteln und/oder wobei der der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, aus einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Beschleunigung, insbesondere Gravitationsbeschleunigung, des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Beschleunigungsmesswerte zu ermitteln und/oder

wobei der der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, aus einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Geschwindigkeit des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Geschwindigkeitsmesswerte zu ermitteln.

[0230] Der Quantencomputer (QC) oder Teile des Quantencomputers (QC) oder eine Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder eine Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) können drehbar um eine Achse gelagert sein oder drehbar um zwei Achsen (AX1, AX2) gelagert sind oder drehbar um drei Achsen gelagert sein.

[0231] Der Quantencomputer (QC) kann über eine oder mehrere Energiekupplungen (EK1, EK2) verfügen, wobei eine Energiekupplung (EK1, EK2) jeweils dazu eingerichtet sein kann, den Quantencomputer (QC) oder Teile des Quantencomputers (QC) oder die Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder eine Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) mit elektrischer oder elektromagnetischer Energie zu versorgen und
wobei die jeweilige Energiekupplung (EK1, EK2) dazu eingerichtet sein kann, dass eine Drehung des Quantencomputers (QC) oder von Teilen des Quantencomputers (QC) oder der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder der Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) um eine zugeordnete Achse (AX1, AX2) die Energieversorgung nicht mitdrehen muss, und wobei die jeweilige Energiekupplung (EK1, EK2) dazu eingerichtet sein kann, die Energie von der Energieversorgung zum Quantencomputer (QC) so zu transportieren, dass eine Verdrehung des Quantencomputers (QC) oder von Teilen des Quantencomputers (QC) oder der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder der Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) gegenüber der Energieversorgung um beliebige Winkel um die zugehörige Achse (AX1, AX2) möglich ist.

[0232] Die Energiekupplung (EK1, EK2) kann Schleifringe und Schleifkontakte zum Transport der Energie der Energieversorgung zum Quantencomputer (QC) oder zu Teilen des Quantencomputers (QC) oder zur Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder zur Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) umfassen und/oder wobei die Energiekupplung (EK1, EK2) dazu eingerichtet sein kann, die Energie der Energieversorgung mittels induktiver Kopplung zum Quantencomputer (QC) oder zu Teilen des Quantencomputers (QC) oder zur Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder zur Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) zu übertragen und/oder wobei die Energiekupplung (EK1, EK2) dazu eingerichtet sein kann,

• die Energie der Energieversorgung mittels elektromagnetischen Wellen und/oder elektromagnetischer Strahlung zum Quantencomputer (QC) oder zu Teilen des Quantencomputers (QC) oder zur Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) und oder von und/oder von ersten elektronischen Quantenbits (QUB, QUB1, QUB2) mit Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB, CQUB1, CQUB2) mit Kernquantenpunkten (CI, CI1, CI2) und/oder zur Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers (QC) zu übertragen,
• wobei eine Bestrahlung von Quantenpunkten (NV, NV1, NV2) mit einer Pumpstrahlung (LB) eine Energieversorgung im Sinne dieses Anspruchs ist.

[0233] Der Quantencomputer (QC) kann mittels einer kardanischen Aufhängung (KAH) drehbar um eine Achse oder zwei Achsen (AX1, AX2) oder drei Achsen gelagert sein, wobei der Quantencomputer (QC) einen oder mehrere Kreisel (KR) umfassen kann oder mit diesen verbunden sein kann, sodass seine Ausrichtung von Drehungen der kardanischen Aufhängung (KAH) um diese eine Achse oder diese zwei Achsen (AX1, AX2) oder diese drei Achsen nicht verändert wird.

[0234] Dabei können ein oder mehrere Kreisel der Kreisel (KR) einen Antrieb aufweisen und wobei der eine Kreisel oder die mehreren Kreisel (KR) und der Antrieb des einen Kreisels oder die Antriebe der Kreisel (KR) im Sinne der hier beanspruchten Ansprüche ein Teil des Quantencomputersystems bzw. Quantencomputers sein können.

[0235] In einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung eines oben-beschriebenen Quantencomputers als Gyrometer bereitgestellt.

[0236] Der Quantencomputer (QC) kann dazu eingerichtet sein, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Ausrichtung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Ausrichtungsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Ausrichtungsmesswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Ausrichtungsmesswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Ausrichtungsmesswerten zu ermitteln und/oder

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Rotationsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Rotationsmesswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Rotationsmesswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Rotationsmesswerten zu ermitteln und/oder wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Rotationsbeschleunigung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Rotationsbeschleunigungsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Rotationsbeschleunigungsmesswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Rotationsbeschleunigungsmesswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Rotationsbeschleunigungsmesswerten zu ermitteln und/oder

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Geschwindigkeit des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Geschwindigkeitsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Geschwindigkeitsmesswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Geschwindigkeitsmesswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Geschwindigkeitsmesswerten zu ermitteln und/oder

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Beschleunigung des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Beschleunigungsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Beschleunigungsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Beschleunigungsmesswerte und/oder in Form von gefilterten Werten von Beschleunigungsmesswerte zu ermitteln und/oder

wobei der Quantencomputer (QC) dazu eingerichtet sein kann, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Ortskoordinate des Quantencomputers (QC) in Form eines oder mehrerer Koordinatenmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Koordinatenmesswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Koordinatenmesswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Koordinatenmesswerten zu ermitteln.

[0237] Der Quantencomputer (QC) kann dazu eingerichtet sein, mittels Ausführung von Quanten-Op-Codes Messwerte physikalischer Parameter, insbesondere wie Aussichtung, Winkelgeschwindigkeit (Rotationsgeschwindigkeit), Winkelbeschleunigung (Rotationsbeschleunigung), Gravitationsbeschleunigung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Ortskoordinate, zu ermitteln.

[0238] In einem weiteren Aspekt wird ein verlegbarer Quantencomputer (QC) bereitgestellt, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, in einer mobilen Vorrichtung, insbesondere zur Verwendung in einem Smartphone oder einen tragbaren Quantencomputersystem (QUSYS) oder in einem Fahrzeug oder in einem verlegbaren Waffensystem,

• wobei der Quantencomputer (QC) erste Quantenbits (QUB) und/oder zweite Quantenbits (CQUB) umfasst und
• wobei der Quantencomputer (QC) erste Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und/oder zweite Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) zum Manipulieren der Quantenzustände von Quantenbits der Quantenbits (QUB, CQUB) umfasst und
• wobei der Quantencomputer (QC) dritte Mittel (z.B. D, XT, YT, KV, OS, DBS, STM, CM1, PD, V, WFG, CIF, µC) zum Auslesen eines oder mehrerer Quantenzustände (QC) eines oder mehrerer Quantenbits der Quantenbits (QUB, CQUB) umfasst und

wobei eines oder die mehrere Quantenbits der einen oder mehreren ersten Quantenbits (QUB) paramagnetische Zentren umfassen und

wobei der Quantencomputer (QC) eine Steuervorrichtung (µC)

• zur Steuerung der ersten Mittel und
• zur Steuerung der zweiten Mittel und
• zum Erfassen von Messergebnissen der zweiten Mittel umfasst und

gekennzeichnet dadurch,

• dass der Quantencomputer (QC) vierte Mittel (RTS, PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC) umfasst, die dazu eingerichtet sind,
  • Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), vorherzusagen und/oder
  • Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu erfassen und/oder
  • Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu kompensieren und/oder
  • die Wirkung solcher Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu vermindern,
  • wobei die dritten Mittel insbesondere
    • ein oder mehrere Beschleunigungssensorsysteme und/oder Beschleunigungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Geschwindigkeitssensorsystem und/oder ein oder mehrere Geschwindigkeitssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Rotationsbeschleunigungssensorsysteme und/oder Rotationsbeschleunigungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Rotationssensorsysteme und/oder Rotationssensoren (RTS) und/oder
    • ein oder mehrere Positionsverschiebungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Lageregelungssystem und/oder
    • einen oder mehrere Positioniertische und/oder Positioniervorrichtungen und/oder
    • eine oder mehrere Bilderfassungsvorrichtungen und/oder Bildverarbeitungsvorrichtungen und/oder
    • andere fluoreszierende Defektzentren im Substrat (D) mit anderen Fluoreszenzwellenlängen, die eine Fluoreszenzstrahlung mit einer von der Fluoreszenzwellenlänge (λ_fl) der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) der Quantenbits verschieden Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, umfassen können.

[0239] In einem weiteren Aspekt wird ein verlegbarer Quantencomputer (QC) bereitgestellt, insbesondere nach einem der vorausgehenden Ansprüche, insbesondere in einer mobilen Vorrichtung und insbesondere zur Verwendung in einem Smartphone oder einen tragbaren Quantencomputersystem (QUSYS) oder in einem Fahrzeug oder in einem verlegbaren Waffensystem,

• wobei der Quantencomputer (QC) Quantenbits (QUB, CQUB) umfasst und
• wobei der Quantencomputer (QC) erste und zweite Mittel zum Manipulieren der Quantenzustände von Quantenbits der Quantenbits (QUB, CQUB) umfasst und
• wobei der Quantencomputer (QC) dritte Mittel zum Auslesen eines oder mehrerer Quantenzustände eines oder mehrerer Quantenbits der Quantenbits (QUB, CQUB) umfasst und

wobei eines oder die mehrere Quantenbits der einen oder mehreren Quantenbits (QUB) paramagnetische Zentren umfassen und

wobei der Quantencomputer (QC) eine Steuervorrichtung (µC)

• zur Steuerung der ersten Mittel und
• zur Steuerung der zweiten Mittel und
• zur Steuerung der dritten Mittel und
  zum Erfassen von Messergebnissen der dritten Mittel umfasst und

gekennzeichnet dadurch,

• dass der Quantencomputer (QC) vierte Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC) umfasst, die dazu eingerichtet sind,
  • Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), vorherzusagen und/oder
  • Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu erfassen und/oder
  • Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu kompensieren und/oder
  • die Wirkung solcher Änderungen der Beschleunigung und/oder Rotationsbeschleunigung,, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu vermindern,
  • wobei die vierten Mittel insbesondere
    • ein oder mehrere Beschleunigungssensorsysteme und/oder Beschleunigungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Geschwindigkeitssensorsystem und/oder ein oder mehrere Geschwindigkeitssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Rotationsbeschleunigungssensorsysteme und/oder Rotationsbeschleunigungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Rotationssensorsysteme und/oder Rotationssensoren (RTS) und/oder
    • ein oder mehrere Positionsverschiebungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Lageregelungssystem und/oder
    • einen oder mehrere Positioniertische und/oder Positioniervorrichtungen und/oder
    • eine oder mehrere Bilderfassungsvorrichtungen und/oder Bildverarbeitungsvorrichtungen und/oder
    • andere fluoreszierende Defektzentren im Substrat (D) mit anderen Fluoreszenzwellenlängen, die eine Fluoreszenzstrahlung mit einer von der Fluoreszenzwellenlänge (λ_fl) der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) der Quantenbits verschieden Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, umfassen können, und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) fünfte Mittel (PV, XT, YT, CM1, OS, STM, CIF, µC) umfasst, die dazu eingerichtet sind,
  • eine Beschleunigung und/oder eine Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), vorherzusagen und/oder
  • eine Beschleunigung und/oder eine Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu erfassen und/oder
  • eine Beschleunigung und/oder eine Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu kompensieren und/oder
  • die Wirkung einer Beschleunigung und/oder eine Rotationsbeschleunigung, insbesondere während einer Verlegung des verlegbaren Quantencomputers (QC), zu vermindern, wobei die fünften Mittel insbesondere
    • ein oder mehrere Beschleunigungssensorsysteme und/oder Beschleunigungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Geschwindigkeitssensorsystem und/oder ein oder mehrere Geschwindigkeitssensoren und/oder
    • eine kardanische Aufhängung (KAH) oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung, insbesondere umfassend einen oder mehrere Kreisel (KR), und/oder
    • ein oder mehrere Rotationsbeschleunigungssensorsysteme und/oder Rotationsbeschleunigungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Rotationssensorsysteme und/oder Rotationssensoren (RTS) und/oder
    • ein oder mehrere Positionsverschiebungssensoren und/oder
    • ein oder mehrere Lageregelungssystem und/oder
    • einen oder mehrere Positioniertische und/oder Positioniervorrichtungen und/oder
    • eine oder mehrere Bilderfassungsvorrichtungen und/oder Bildverarbeitungsvorrichtungen und/oder
    • andere fluoreszierende Defektzentren im Substrat (D) mit anderen Fluoreszenzwellenlängen, die eine Fluoreszenzstrahlung mit einer von der Fluoreszenzwellenlänge (λ_fl) der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) der Quantenbits verschieden Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, umfassen können, und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) sechste Mittel (QUV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, die Übertragung mechanischer Stöße und/oder Schwingungen, unter optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) und/oder weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) der optischen Teilvorrichtungen des Quantencomputers (QC) untereinander zu verhindern und/oder zu dämpfen und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) siebte Mittel (QUV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, die Übertragung mechanischer Stöße und/oder Schwingungen, zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) der optischen Teilvorrichtungen des Quantencomputers (QC), insbesondere über Körperschall, zu verhindern und/oder zu dämpfen, wobei die siebten Mittel u.a.
  • in Versorgungsleitungen zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) eingefügt sein können und/oder
  • in Datenleitungen (SDA) zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) eingefügt sein können und/oder
  • spezielle mechanische, zumindest abschnittsweise Ausformungen von Versorgungsleitungen zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) umfassen können und/oder
  • spezielle mechanische, zumindest abschnittweise Ausformungen von Datenleitungen (SDA) zu optischen Vorrichtungsteilen (D, OS, DBS, STM, PD, CM1, LD) des Quantencomputers (QC) und/oder zu den weiteren Hilfsvorrichtungsteilen (KV, XT, YT, MGx, MGy, MGz, MSx, MSy, MSz, MWA, CM2, LM, HECLCS) umfassen können und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) achte Mittel (QUV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Fehler des Quantencomputers (QC) zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehler des Quantencomputers (QC) Gegenmaßnahmen durchzuführen oder zu initiieren, und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) neunte Mittel (QUV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Fehler des Quantencomputers (QC) zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehler des Quantencomputers (QC) einen solchen nicht statistischen Fehler an ein übergeordnetes System zu signalisieren, und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) zehnte Mittel (QUV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Quantenfehler des Quantencomputers (QC) zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehler des Quantencomputers (QC) Gegenmaßnahmen durchzuführen oder zu initiieren, und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) elfte Mittel (QUV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, einen nicht statistischen Quantenfehler des Quantencomputers (QC) zu erfassen und/oder bei Auftreten eines nicht statistischen Fehler des Quantencomputers (QC) einen solchen nicht statistischen Quantenfehler an ein übergeordnetes System zu signalisieren und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) zwölfte Mittel (MSx, MSy, MSz, MFSx, MFSy, MFSz, PM, MGx, MGy, MGz, PV) umfasst, die dazu eingerichtet sind, Änderungen des Magnetfelds am Ort der Quantenbits (QUB, CQUB) während und/oder nach einer Verlegung des Quantencomputers (QC) zu erfassen und zu kompensieren, und/oder
• dass der Quantencomputer (QC) dreizehnte Mittel (AS) zur Abschirmung externer Magnetfeldänderungen umfasst.

[0240] In einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug mit einem oben-beschriebenen Quantencomputer (QC) bereitgestellt.

[0241] In einem weiteren Aspekt wird ei nGyroskop mit einem Quantencomputer (QC) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche bereitgestellt.

[0242] Für den Betrieb eines Quantencomputers QC kann eine geeignete Mikrocode-Programmierung der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC vorteilhaft sein. In den nachfolgenden Abschnitten und in der bereits veröffentlichten Patentliteratur werden verschiedene Verfahren und Verfahrensschritte beschrieben, die dazu dienen können, verschiedene Komponenten und insbesondere elektronische Quantenbits QUB und deren Quantenpunkte NV und/oder nukleare Quantenbits CQUB und deren Kernquantenpunkte CI des Quantencomputers QC in vorbestimmter Weise zu manipulieren. Jede dieser Quantenoperationen und konventionellen Operationen kann durch einen Operator-Kode, den Quanten-OP-Code symbolisiert werden. Im Sinne des hier vorgestellten Dokuments ist als ein Quanten-Op-Code ein Code, bei dessen Ausführung durch die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC der Quantencomputer QC einen Quantenzustand zumindest eines seiner elektronischen Quantenbits QUB oder eines seiner nuklearen Quantenbits CQUB manipuliert und/oder ausliest.

[0243] Beispielsweise ist es denkbar, dass der Quantencomputer QC eine programmierbare Logik aufweist. Eine solche programmierbare Logik kann beispielsweise ein FPGA (Abkürzung für den englischen Begriff: Field Programmable Gate Array) oder dergleichen sein.

[0244] Optional umfasst der Quantencomputer QC ein FPGA. Optional umfasst das FPGA ein oder mehrere Vorrichtungsteile der Steuervorrichtung µC. Ggf. kann eine programmierbare Logik aber auch ein Vorrichtungsteil der Steuervorrichtung µC sein. Optional empfängt das FPGA Konfigurationsdaten über einen externen Datenbus EXTDB, die die Manipulation der elektronischen Quantenbits QUB und/oder der nuklearen Quantenbits CQUB und/oder die Auslesung der elektronischen Quantenbits QUB und/oder der nuklearen Quantenbits CQUB beim bestimmungsgemäßen Betrieb des Quantencomputers QC beeinflussen. Gleichzeitig können einige Vorrichtungsteile extrem teuer sein. Daraus kann sich die technische Anforderung der nachträglichen Anpassbarkeit bestehender Quantencomputer QC an neue wissenschaftliche und technische Erkenntnisse und an neue Kundenanforderungen aus neuen, heute noch unbekannten Marktanforderungen ergeben.

[0245] Optinoal kann die Verwendung eines proFPGA Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU13P FPGA Boards für die Realisierung der Digitalteile des Quantencomputers QC vorteilhaft sein. Das Xilinx Virtex UltraScale+ XCVU13P FPGA kann für die Ansteuerung der ersten erste Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) des Quantencomputers QC und zur Ansteuerung der zweiten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) des Quantencomputers QC geeignet sein. Optional umfasst das FPGA auch die digitalen Schaltungsteile der ersten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und der zweiten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) in Gänze oder in Teilen.

[0246] Optional umfasst das FPGA auch die digitalen Schaltungsteile der dritten Mittel D, XT, YT, KV, OS, DBS, STM, CM1, PD, V, WFG, CIF, µC).

[0247] Das hier vorgelegte Dokument schlägt vor, zumindest einen oder mehrere oder alle der folgenden beispielhaften Micro-Codes Als Quanten-Op-Codes vorzusehen:

Mnemonic	Bedeutung des Quanten-OP-Code
MFMW	Ermittlung der gemeinsame Elektron-Elektron Mikrowellenfrequenz (fMW) für ein einzelnes elektronisches Quantenbit QUB und/oder einen einzelnen elektronischen Quantenpunkt NV
MFMWEE	Ermittlung der gemeinsame Elektron1-Elektron2-Mikrowellenfrequenz (fMW) für die Kopplung zweier elektronischer Quantenbits (QUB1, QUB2) und/oder für die Kopplung zweier elektronischer Quantenpunkte (NV1, NV2).
MFMWCE	Ermittlung der Kern-Elektron Mikrowellenfrequenz (fMWCE) für die Kopplung eines elektronischen Quantenbits QUB und eines nuklearen Quantenbits CQUB in einem eines Kern-Elektron-Quantenregisters beispielsweise umfassen einen
	elektronischen Quantenpunkt NV und einen Kernquantenpunkt CI.
MFRWCC	Ermittlung der Kern-Kern Radiowellenfrequenz (fRWCC) eines Kern-Kern-Quantenregisters aus zwei nuklearen Quantenbits (CQUB1 und CQUB2) typischerweise umfassend einen ersten Kernquantenpunkt CI1 und einen zweiten Kernquantenpunkt CI2.
MFRWCC	Ermittlung der Elektron-Kern Radiowellenfrequenz (fRWEC) für die Kopplung für die Kopplung eines elektronischen Quantenbits QUB und eines nuklearen Quantenbits CQUB in einem eines Elektron- Kern-Quantenregisters beispielsweise umfassen einen elektronischen Quantenpunkt NV und einen Kernquantenpunkt CI.
RESQB	Zurücksetzen eines oder mehrerer elektronischer Quantenbits QUB und/oder eines oder mehrerer Quantenpunkte NV dieser Quantenbits QUB.
RESQBR	Zurücksetzen eines oder mehrerer elektronischer Quantenbits QUB und/oder eines oder mehrerer Quantenpunkte NV dieser Quantenbits QUB durch Relaxation.
RESQRCE	Zurücksetzen eines oder mehrerer Kern-Elektron-Quantenregister umfassend ein elektronisches Quantenbit QUB und ein nukleares Quantenbit CQUB in einem Kern-Elektron-Quantenregister beispielsweise umfassend einen elektronischen Quantenpunkt NV und einen Kernquantenpunkt CI.
MQBP	Manipulation eines elektronischen Quantenbits QUB und/oder eines Quantenpunkts NV eines elektronischen Quantenbits QUB (CROT Operation).
MCBP	Manipulation eines nuklearen Quantenbits CQUB und/oder eines Kernquantenpunkts CI eines nuklearen Quantenbits CQUB (CROT Operation).
SMQB	Selektive Manipulation eines elektronischen Quantenbits QUB und/oder eines Quantenpunkts NV eines elektronischen Quantenbits QUB innerhalb eines Quantenregisters aus mehreren elektronischen Quantenbits (QUB1, QUB1) und/oder innerhalb eines Quantenregisters aus mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2) (CROT Operation).
KQBQB	Kopplung eines ersten elektronischen Quantenbits QUB1 mit einem zweiten elektronischen Quantenbit QUB2 und/oder Kopplung eines ersten Quantenpunkts NV1 eines ersten elektronischen Quantenbits QUB1 mit einem zweiten Quantenpunkt NV2 eines zweiten elektronischen Quantenbits QUB2
KQBCB	Kopplung ersten elektronischen Quantenbits QUB1 mit einem nuklearen Quantenbit CQUB und/oder Kopplung eines Quantenpunkts NV eines ersten elektronischen Quantenbits QUB1 mit einem Kernquantenpunkt CI eines nuklearen Quantenbit CQUB.
CNQBCBA	CNOT Verknüpfung eines ersten elektronischen Quantenbits QUB mit einem nuklearen Quantenbit CQUB und/oder CNOT Verknüpfung eines Quantenpunkts NV mit einem Kernquantenpunkt CI
CNQBCBB	CNOT Verknüpfung eines ersten elektronischen Quantenbits QUB mit einem mit einem nuklearen Quantenbit CQUB und/oder CNOT Verknüpfung eines Quantenunkts NV mit einem mit einem Kernquantenpunkt CI.
CNQBCBC	CNOT-Verknüpfung eines elektronischen Quantenbits QUB mit einem nuklearen Quantenbit CQUB und/oder CNOT-Verknüpfung eines Quantenpunkts NV mit einem Kernquantenpunkt CI.
VQB	Selektive Bewertung eines elektronischen Quantenbits QUB1 innerhalb eines Quantenregisters (QUREG) mit mindestens zwei elektronischen Quantenbits (QUB1, QUB2) und/oder selektive Bewertung eines Quantenpunkts NV1 innerhalb eines Quantenregisters (QUREG) mit mindestens zwei Quantenpunkten (NV1, NV2).
SCNQB	Selektive CNOT-Operation zur Manipulation des Quantenzustands eines Quantenbits QUB1 innerhalb eines Quantenregisters aus mehreren elektronischen Quantenbits (QUB1, QUB2) und/oder selektive CNOT-Operation zur Manipulation des Quantenzustands eines Quantenpunkts NV1 innerhalb eines Quantenregisters aus mehreren Quantenpunkten (NV1, NV2).

[0248] Es ist denkbar, weitere Operationen durch möglichen Varianten und/oder Kombinationen vorzusehen. Des Weiteren kann es vorteilhaft sein, die manche oder alle der üblichen Assembler Instruktionen üblicher von-Neumann-Rechner und/oder Rechner mit Harvard-Architektur wie Sprünge, Verzweigungen, bedingte Sprünge, Programmzählermanipulationen, Move-Operationen, Additionsoperationen, Schiebeoperationen (links und rechts), Inversion, Bitmanipulationen, Aufruf von Unterroutinen, Stack-Operationen, Stack-Pointer-Operationen etc. weiter zuzulassen.

[0249] Auch kann es vorteilhaft sein, diese MNEMONICS und bestimmte, oft verwendete Sequenzen der MNEMONICs ebenfalls hard zu in dem FPGA zu kodieren und für diese eigene Mnemonics vorzusehen.

[0250] Die entsprechenden Signalabläufe sind optional als Programmteile des Quantencomputerprogramms und/oder eines Quantencomputerbetriebssystems in einem optional nicht flüchtigen Programmspeicher NVM der Steuervorrichtung µC beispielsweise innerhalb des FPGAs abgelegt. Alternativ kann der Quantencomputer QC zu Betriebsbeginn des Quantencomputers QC die entsprechenden Signalabläufe und Programmteile des Quantencomputerprogramms und/oder eines Quantencomputerbetriebssystems über einen externen Datenbus EXTDB oder aus einem Speichermedium in einen Speicher (RAM, NVM) des Quantencomputers QC laden. Optional ist in dem nichtflüchtigen Speicher NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC ein Quantencomputerbios abgelegt, das der Steuervorrichtung µC bei Ausführung von Programmteilen des Quantencomputerbios das Laden eines Quantencomputerbetriebssystems aus einem Speichermedium und/oder über einen externen Datenbus EXTDB und letztlich das Laden eines Quantencomputerprogramms aus einem Speichermedium und/oder über einen externen Datenbus EXTDB und deren Ausführung ermöglicht.

[0251] Der oder die Speicher (RAM, NVM) der Steuervorrichtung µC umfassen dann u.a. optional eine Tabelle der Resonanzfrequenzen der elektronischen Quantenbits QUB und der zugehörigen Quantenpunkte NV und der nuklearen Quantenbits CQUB und der zugehörigen Kernquantenpunkte CI und deren Kopplungen sowie die zugehörigen Rabi-Frequenzen. Diese Daten können es der Steuervorrichtung µC innerhalb des FPGAs erlauben, die ersten elektronischen Quantenbits QUB und deren Quantenpunkte NV, die zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und deren kernquantenpunkte CI, die Paare aus zwei und ggf. mehr ersten elektronischen Quantenbits QUB und deren Quantenpunkten NV, die Paare aus erstem elektronischem Quantenbit QUB mit zugehörigem Quantenpunkt NV und zweiten nuklearen Quantenbit CQUB mit zugehörigem Kernquantenpunkt CI und ggf. die komplexeren Strukturen selektiv und gezielt anzusprechen und zu manipulieren.

[0252] Ein Programm, ein Q-Assembler, übersetzt optional einen in für den Menschen lesbarer Textform vorliegenden Steuercode in binare Code-Sequenzen, die durch die Steuervorrichtung µC bei Bedarf ausgeführt werden, wodurch die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC in vorgesehener Weise dann die Quanteninformation der ersten elektronischen Quantenbits QUB und deren Quantenpunkte NV, der zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und deren Kernquantenpunkte CI, der Paare aus zwei und ggf. mehr ersten elektronischen Quantenbits (QUB1, QUB2) und der zugehörigen Quantenpunkte (NV1, NV2), der Paare aus erste elektronischem Quantenbit QUB mit zugehörigem Quantenpunkt NV und zweiten nuklearem Quantenbit CQUB mit zugehörigem Kernquantenpunkt CI und ggf. der komplexeren Strukturen selektiv und gezielt anzusprechen und zu manipulieren. Mit Hilfe dieser Quanten-Assembler-Sprache kann es möglich sein, für den Quantencomputer QC komplexere Programme zu-entwickeln, um die Geräte zu bedienen und eine einfache Schnittstelle für die Softwareentwicklung bereitzustellen. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC führt den binären Mikrocode des Quantencomputerprogramms in ihrem Speicher (NVM, RAM) aus. Mikrocode im Sinne des vorgeschlagenen Projekts ist die Verbindung zwischen einem vorgegebenen Binärcode - dem Quantenassembler-Code -, den die Steuervorrichtung µC von einem externen Überwachungscomputer ZSE über den externen Datenbus EXTDB auf einer Seite empfängt, und der konkreten Folge von Signalen und der entsprechenden Signalformen für die ersten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und für die zweiten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und für die dritten Mittel (z.B. D, XT, YT, KV, OS, DBS, STM, CM1, PD, V, WFG, CIF, µC). In diesem Sinne ist die Steuereinheitsfunktion der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC mit der Mikrocode-Programmierung eines herkömmlichen Prozessors vergleichbar.

[0253] Die Steuervorrichtung µC hat optional das Quantencomputerprogramm in ihrem Speicher (RAM, ROM) zum Zeitpunkt der Ausführung optional zumindest teilweise gespeichert. Das Quantencomputerprogramm umfasst optional Sequenzen von Quantenassembler-Code in binärer Form, der sich in einem Speicher (RAM, ROM) der Steuervorrichtung µC befindet. Die Steuervorrichtung µC führt den binären Quantenassembler-Code, der sich in einem Speicher (RAM, ROM) der Steuervorrichtung µC optional als Folge binärer Zahlen befindet, aus und erzeugt optional auf den vertikalen Leitungen und horizontalen Leitungen die Signale unter Zuhilfenahme weiterer Mittel (CBA, HD1, HD2, HD3, VD1, VS1, HS1, HS2, HS3, LEDDR, LED, CBB) (siehe auch Figur 3) in Abhängigkeit von diesen optional binären Codes. Dies ermöglicht die Entwicklung von Quantencomputersoftware auf der hier beschriebenen Hardware.

[0254] Die folgenden Ausführungen betreffen Grundlagen und optionalen einer optionalen Ausführungsform eines Quantencomputersystems:
Ein externer Überwachungscomputer ZSE kann über einen konventionellen externen Datenbus EXTDB eine Vielzahl von optional gleich aufgebauten Quantencomputern (QC1 bis QC16) ansprechen. Der externe konventionelle Überwachungscomputer ZSE bildet dann mit der Vielzahl von Quantencomputern (QC1 bis QC16) ein Quantencomputersystem QUSYS. Optional sind die Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS wie hier im Folgenden beschrieben aufgebaut. Der hier beschriebene Aufbau der Quantencomputer (QC1 bis QC16) eines Quantencomputersystems QUSYS hat den Vorteil, dass er sehr kompakt und sehr preiswert ist. Die Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS können beispielsweise bei Verwendung von Diamant als Material der Substrate D bzw. der epitaktischen Schichten DEPI und von NV-Zentren als Quantenpunkten NV der ersten elektronischen Quantenbits QUB bei Raumtemperatur betrieben werden. Optional verwendet das Quantencomputersystem QUSYS eine sehr große Anzahl von Quantencomputern (QC1 bis QC16) für das Quantencomputersystem QUSYS. Optional sind alle oder zumindest Gruppen von Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS gleich aufgebaut, um Vergleichbarkeit der Quantenberechnungsergebnisse innerhalb einer solchen Gruppen von Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS sicherzustellen. Beispielsweise können Sie wie der Quantencomputer QC der Figuren 1 und 3 aufgebaut sein. Optional führen Gruppen von Quantencomputern der Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS oder alle Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS die gleichen Operationen innerhalb einer solchen Gruppen von Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS im Wesentlichen zur gleichen Zeit zeitlich parallel aus. Da die Realisierungen der zweiten nuklearen Quantenbits CQUB mit Ihren Kernquantenpunkten CI und der elektronischen Quantenbits QUB mit ihren Quantenpunkten NV im Detail unter den Quantencomputern (QC1 bis QC16) voneinander abweichen können, können kleinere Unterschiede bestehen. Wichtig ist, dass die Quantencomputer (QC1 bis QC16) innerhalb einer Gruppe von Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS sich funktionsäquivalent zueinander verhalten. Trotzdem werden nicht alle Quantencomputer der Quantencomputer (QC1 bis QC16) bei der Durchführung von Quantenoperationen zu den gleichen Ergebnissen kommen, da Quantencomputer QC nur bestimmte Ergebnisse mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit berechnen. Hier kann die große Zahl der Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS (siehe auch Figur 4) ausgenutzt werden. Da alle Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS optional zumindest zeitweise vorschlagsgemäß und optional parallel in gleicher Weise arbeiten, werden die Quantencomputer (QC1 bis QC16) am häufigsten die korrekten Ergebnisse errechnen und fehlerhafte Werte seltener errechnen. Der externe Überwachungscomputer, in Figur 4 die zentrale Steuereinrichtung ZSE, des Quantencomputersystems QUSYS fragt über die Datenleitung die Ergebnisse einer in gleicher Weise von allen Quantencomputern (QC1 bis QC16) ausgeführten, längeren Sequenz von Quantenoperationen bei allen betreffenden Quantencomputern (QC1 bis QC16) ab. Der externe Überwachungscomputer, in Figur 4 die zentrale Steuereinrichtung ZSE, bewertet alle Ergebnisse nach Häufigkeit der Errechnung durch die Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS. Mit Hilfe eines statistischen Verfahrens errechnet der externe Überwachungscomputer des Quantencomputersystems QUSYS das wahrscheinlichste Ergebnis aus den Ergebnissen der Quantencomputer (QC1 bis QC16) und wählt dieses als gültiges Zwischenergebnis aus. Danach übermittelt der externe Überwachungscomputer, in Figur 4 die zentrale Steuereinrichtung ZSE, des Quantencomputersystems QUSYS dieses gültige Zwischenergebnis an alle Quantencomputer (QC1 bis QC16) und veranlasst optional diese zum Ersten ihre jeweiligen ersten elektronischen Quantenbits QUB mit deren Quantenpunkten NV und ihre jeweiligen zweiten nuklearen Quantenbits CQUB mit deren Kernquantenpunkten CI zurückzusetzen und dann die Bloch-Vektoren so einzustellen, dass sie dem Zwischenergebnis entsprechen. Danach führen die Quantencomputer (QC1 bis QC16) dann die nächste längere Sequenz von Quantenoperationen aus bis wieder ein zweites Zwischenergebnis vorliegt und dann die nächste Fehlerkorrekturschleife durch den externen Überwachungscomputer, in Figur 4 die zentrale Steuereinrichtung ZSE, des Quantencomputersystems QUSYS durchgeführt wird.

[0255] Ein solches Quantencomputersystem QUSYS zeichnet sich somit optional dadurch aus, dass es einen konventionellen externen Überwachungscomputer, in Figur 4 die zentrale Steuereinrichtung ZSE, des Quantencomputersystems QUSYS umfasst, der mit den Quantencomputern (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS über einen oder mehrere optional konventionelle Datenbusse EXTDB kommuniziert. Die Datenbusse EXTDB können konventionelle Datenübertragungstrecken beliebiger Art sein. Optional ist die Anzahl der Quantencomputer (QC1 bis QC16) in dem Quantencomputersystem QUSYS größer als 5, besser größer als 10, besser größer als 20, besser größer als 50, besser größer als 100, besser größer als 200, besser größer als 500, besser größer als 100, besser größer als 200, besser größer als 500, besser größer als 1000, besser größer als 2000, besser größer als 5000, besser größer als 10000, besser größer als 20000, besser größer als 50000, besser größer als 100000, besser größer als 200000, besser größer als 50000, besser größer als 1000000. Hier gilt, dass die Auflösung der Fehlerkorrektur umso besser wird, je mehr Quantencomputer (QC1 bis QC16) Teil des Quantencomputersystems QUSYS sind. Optional umfasst jeder Quantencomputer (QC1 bis QC16) dabei optional jeweils eine Steuervorrichtung µC, die jeweils mit dem externen Überwachungscomputer, in Figur 4 die zentrale Steuereinrichtung ZSE, des Quantencomputersystems QUSYS über den einen Datenbus EXTDB oder die mehreren, optional konventionelle Datenbusse EXTDB kommunizieren. Optional umfasst jeder Quantencomputer der Quantencomputer (QC1 bis QC16) Mittel, die geeignet sind, die Zustände ihrer ersten elektronischen Quantenbits NV und/oder ihrer zweiten nuklearen Quantenbits CI und/oder der Paare von ersten elektronischen Quantenbits NV und/oder der Paare aus erstem elektronischen Quantenbits NV und zweiten nuklearen Quantenbits CI zu manipulieren und ggf. zu kontrollieren. Des Weiteren verfügen die Quantencomputer dieser Quantencomputer (QC1 bis QC16) jeweils optional über Mittel (LD, LEDDRV) zur Erzeugung von Pumpstrahlung LB mit einer Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. (siehe auch Abschnitt ZPL-Tabelle) Ggf. kann diese Erzeugung der Pumpstrahlung LB auch zentral für einen oder mehrere oder alle Quantencomputer (QC1 bis QC16) des Quantencomputersystems QUSYS erfolgen. In letzterem Fall wird die zugehörige Lichtquelle LD dann abweichend von Figur 4 von dem externen Überwachungscomputer des Quantencomputersystems QUSYS gesteuert. In Figur 4 entspricht der externe Überwachungscomputer des Quantencomputersystems QUSYS der zentralen Steuereinrichtung ZSE.

[0256] Optional umfasst der Quantencomputer QC die besagte Steuervorrichtung µC. Dabei sollte die Steuervorrichtung µC dazu geeignet und eingerichtet sein, beispielsweise über den besagten Datenbus EXTDB Befehle und/oder Kodes und/oder Kode-Folgen zu empfangen. Die die Steuervorrichtung µC führt dann optional in Abhängigkeit von diesen empfangenen Befehlen und/oder empfangenen Kodes und/oder empfangenen Kode-Folgen zumindest eine der folgenden Quantenoperationen durch den Quantencomputer QC aus: MFMW, MFMWEE, MFMWCE, MFRWCC, FRWCC, RESQB, RESQBR, RESQRCE, MQBP, MCBP, SMQB, KQBQB, KQBCB, CNQBCBA, CNQBCBB, CNQBCBC, VQB, SCNQB. Hierzu erzeugt und moduliert die besagte Steuervorrichtung µC je nach empfangenen Befehl die geeigneten Steuersignale auf den m vertikalen Leitungen (LV, LV1 bis LVm) (mit m als ganzer positiver Zahl), den n horizontalen Leitungen (LH, LH1 bis LHn) (mit n als ganzer positiver Zahl) und den zugehörigen Abschirmleitungen sowie zur Ansteuerung der einen Lichtquelle LD oder der mehreren Lichtquellen LD. Außerdem erfasst die Steuervorrichtung µC ggf. Fotoströme I_ph und steuert ggf. eine Extraktionsspannung V_ext für eine elektronische Auslesung.

[0257] Hieraus ergibt sich ein geeignetes Verfahren zum Betrieb eines Quantencomputers QC, wie das hier vorgelegte Dokument es vorstellt:
In einem ersten Schritt wird eine erste Datei, im Folgenden Source-Code genannt, bereitgestellt. Optional besteht der Source-Code aus Symbolen, die in einer geordneten Reihenfolge im Source-Code angeordnet sind und durch einem Menschen lesbar sind. Den grundlegenden Operationen, die die Steuervorrichtung µC ausführen kann und die im Folgenden Quantenassemblerbefehle genannt werden, sind dabei vorbestimmte Zeichenketten zugeordnet. Zu diesen Quantenassemblerbefehle gehören optional zumindest einige, besser alle der bereits erwähnten Quantenoperationen des Quantencomputers QC, also insbesondere die Quantenoperationen MFMW, MFMWEE, MFMWCE, MFRWCC, FRWCC, RESQB, RESQBR, RESQRCE, MQBP, MCBP, SMQB, KQBQB, KQBCB, CNQBCBA, CNQBCBB, CNQBCBC, VQB, SCNQB. Optional gehören zu den Quantenassemblerbefehlen aber auch solche Assemblerbefehle, wie sie von konventionellen Computern her bekannt sind.

[0258] Solche Quantenassemblerbefehle können beispielsweise die eines 6502-Prozessors und/oder ARM-Prozessors sein, der sich leicht in das FPGA beispielsweise als Steuervorrichtung µC implementieren lässt:

TYP	MNEMONIC	BEFEHL	BEDEUTUNG
Ladebefehle	LDA	Load Accumulator	Lade Akkumulator
Ladebefehle	LDX	Load X-Register	Lade X-Register
Ladebefehle	LDY	Load Y-Register	Lade Y-Register
Speicherbefehle	STA	STore Accumulator	Speichere Akkumulator
Speicherbefehle	STX	STore X-Register	Speichere X-Register
Speicherbefehle	STY	STore Y-Register	Speichere Y-Register
Transfer-Befehle	TAX	Transfer Accumulator to X	Kopiere Akkumulator zu X
Transfer-Befehle	TAY	Transfer Accumulator to Y	Kopiere Akkumulator zu Y
Transfer-Befehle	TXA	Transfer X to Accumulator	Kopiere X zu Akkumulator
Transfer-Befehle	TYA	Transfer Y to Accumulator	Kopiere Y zu Akkumulator
Transfer-Befehle	TSX	Transfer Stackpointe to X	r Kopiere Stackpointer zu X
Transfer-Befehle	TXS	Transfer X to Stackpointer	Kopiere X zu Stackpointer
Logische Operationen	AND	And	Logisches "Und"
Logische Operationen	ORA	OR Accumulator	Logi-sches "Oder"
Logische Operationen	EOR	Exclusive OR	Logi-sches "Entweder/Oder" (XOR)
Arithmetische Operationen	ADC	ADd with Carry	Addiere mit Übertrag
Arithmetische Operationen	SBC	Subtract with Carry	Subtrahiere mit Übertrag
Arithmetische Operationen	INC	INCrement	Inkrementiere Speicherzelle
Arithmetische Operationen	DEC	DECrement	Dekrementiere Speicherzelle
Arithmetische Operationen	INX	INcrement X	Inkrementiere X-Register
Arithmetische Operationen	INY	INcrement Y	Inkrementiere Y-Register
Arithmetische Operationen	DEX	DEcrement X	Denkrementiere X-Register
Arithmetische Operationen	DEY	DEcrement Y	Denkrementiere Y-Register
Bitweises Verschiebeen	ASL	Arithmetical Shift Left	Bitweisees Verschieben nach links
Bitweises Verschiebeen	LSR	Logical Shift Right	Bitwei-ses Verschieben nacch rechts
Bitweises Verschieben	ROL	ROtate Left	BitweisesRo-tieren nach links
Bitweises Verschieben	ROR	ROR ROtate Right	Bitwei-ses Rotieren nach reechts
Vergleichs-Operationen	CMP	CoMPare	Vergleiche mit Akkumulator
Vergleichs-Operationen X	CPX	ComPare X	Vergleiche mit
Vergleichs-Operationen Y	CPY	ComPare Y	Vergleiche mit
Vergleichs-Operationen Akkumulator	BIT	BIT test	BIT-Test mit
Sprungbefehle (unbedingt)	JMP	JuMP	Unbedingter Sprung
Sprungbefehle (unbedingt)	JSR	Jump to SubRoutine	Unterprogrammaufruf
Sprungbefehle (unbedingt)	RTS	ReTurn from Subrout	Rückkehr aus Unter-programm
Sprungbefehle (unbedingt)	RTI	ReTurn from Interrup	Rückkehr aus Inter-rupt
Sprungbefehle (bedingt)	BCC	Branch on Carry Clear	Verzweeige bei gelöschtem Cary-Flag
Sprungbefehle (bedingt)	BCS	Branch on Carry Set	Verzweeige bei gesetztem Carry-Flag
Sprungbefehle (bedingt)	BEQ	Branch on EQual Zero-FFlag	Ver-zweige bei gesetztem
Sprungbefehle (bedingt)	BNE	Branch on Not Equal	Verzweeige bei gelöschtem Zero--Flag
Sprungbefehle (bedingt)	BPL	Branch on PLus gelöschtem Negativ-Flag	Ver-zweige bei
Sprungbefehle (bedingt)	BMI	Branch on Mlnus	Ver-zweige bei gesetztem Negativ-Flag
Sprungbefehle (bedingt)	BVC	Branch on Overflow Clear	Verzweige bei gelöschtem Overflow-Flag
Sprungbefehle (bedingt)	BVS	Branch on Overflow Set	Verzweige bei gesetztem Overflow-Flag
Flag-Befehl	SEC	SEt Carry	Setze Carry-Flag
Flag-Befehl	CLC	CLear Carry	Lösche Carry-Flag
Flag-Befehl	SEI	SEt Interrupt	Setze Interrupt-Flag
Flag-Befehl	CLI	CLear Interrupt	Lösche Interrupt-Flag
Flag-Befehl	CLV	CLear oVerflow	Lösche Overflow-Flag
Flag-Befehl	SED	SEt Decimal	Setze Decimal-Flag
Flag-Befehl	CLD	CLear Decimal	Lösche Decimal-Flag
Stack-Befehle	PHA	PusH Akkumulator	Lege Akkumulatorinhalt auf Stack
Stack-Befehle	PLA	PuLI Akkumulator	Hole Akkumulatorwert vom Stack
Stack-Befehle	PHP	PusH Processor status	Lege Statusregister auf Stack
Stack-Befehle	PLP	PuLI Processor status	Hole Statusregistervom Stack
Spezial-Befehle	NOP	No OPeration	Keine Operation
Spezial-Befehle	BRK	BReaK	Software-Interrupt

[0259] Diese Liste ist aber nur ein Beispiel möglicher Quantenassemblerbefehle. Jedem Mnemonic ist dabei ein spezifischer, eindeutiger Wert, im folgenden OP-Code genannt, zugeordnet, der die betreffende Operation für die Steuervorrichtung µC kodiert. Auch jeder Quantenoperation, insbesondere den Quantenoperationen, die den Mnemonics MFMW, MFMWEE, MFMWCE, MFRWCC, FRWCC, RESQB, RESQBR, RESQRCE, MQBP, MCBP, SMQB, KQBQB, KQBCB, CNQBCBA, CNQBCBB, CNQBCBC, VQB, SCNQB entsprechen, sind typischerweise solche spezifischen, eindeutigen numerischen Wert, d.h. OP-Codes und zwar hier speziell Quanten-OP-Codes, zugeordnet. Findet die Steuervorrichtung µC beim Ausführen des Programms einen solchen vorbestimmten numerischen Wert, so führt die Steuervorrichtung µC die betreffende Operation entsprechend dem OP-Code durch. Kodiert der aufgefundene Wert mittels eines Quanten-Op-Codes eine Quantenoperation zum Manipulieren und/oder Auslesen des Quantenzustands eines ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder des Quantenzustands eines Quantenpunkts NV eines Quantenbits QUB und/oder zum Manipulieren und/oder Auslesen des Quantenzustands eines zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder des Quantenzustands eines Kernquantenpunkts CI eines zweiten nuklearen Quantenbits CQUB so führt die Steuervorrichtung µC die diesem Quanten-OP-Code zugeordnete Quantenoperation durch, deren Mnemonic dem betreffenden Quanten-OP-Code zugeordnet ist. Die Steuervorrichtung µC manipuliert den Quantenzustand eines ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder den Quantenzustand eines Quantenpunkts NV eines Quantenbits QUB und/oder manipuliert den Quantenzustand eines zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder den Quantenzustand eines Kernquantenpunkts CI eines zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder liest den Quantenzustand eines ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder den Quantenzustand eines Quantenpunkts NV eines Quantenbits QUB aus und/oder liest den Quantenzustand eines zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder den Quantenzustand eines Kernquantenpunkts CI eines zweiten nuklearen Quantenbits CQUB aus.

[0260] Neben den Mnemonics der möglichen Operationen und Quantenoperationen umfasst der Source-Code optional auch Daten in Form von Symbolketten. In einem zweiten Schritt übersetzt eine Datenverarbeitungsanlage den Source-Code in eine zweite Datei, im Folgenden Binar-File genannt. Das Binär-File umfasst eine geordnete Folge von Werten. Einige dieser Werte entsprechen dabei optional OP-Codes und Quanten-OP-Codes der betreffenden Mnemonics des Source-Codes. Das Binärfile umfasst darüber hinaus ggf. Daten, die als Zeichenketten im Source-Code kodiert waren. Ggf. umfasst der Source-Code auch Steuerbefehle zur Steuerung der Ausführung dieses zweiten Schrittes durch die Datenverarbeitungsanlage.

[0261] Mittels einer Datenverbindung, die optional den externen Datenbus EXTDB des Quantencomputers QC umfasst, und/oder eines Datenträgers oder eines anderen Speichermediums wird das Binar-File in einen Speicher (RAM, NVM) der Steuervorrichtung µC in einem dritten Schritt übertragen.

[0262] In einem vierten Schritt veranlassen eine Reset-Schaltung oder eine Überwachungsvorrichtung oder dergleichen, die Steuervorrichtung( µC veranlasst an einer vorbestimmten Stelle im Speicher mit der Ausführung der OP-Codes und Quanten-OP-Codes zu beginnen. Dabei können den OP-Codes und Quanten-Op-Codes Daten zugeordnet sein, von denen die Ausführung der OP-Codes und/oder Quanten-Op-Codes abhängt. Im Falle der Quanten-OP-Codes können solche Daten, die einem Quanten-OP-Code zugeordnet sind, beispielsweise die oben erwähnten Parameter für Quanten-OP-Code sein.

[0263] Optional symbolisiert somit jeder Quanten-Op-Code eine Manipulation und/oder ein Auslesen des Quantenzustands zumindest eines ersten elektronischen Quantenbits NV und/oder des Quantenzustands eines zweiten nuklearen Quantenbits CI, die die Steuervorrichtung µC bei Ausführung des Quanten-Op-Codes mit Hilfe der ersten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und/oder der zweiten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und/oder der dritten Mittel (z.B. D, XT, YT, KV, OS, DBS, STM, CM1, PD, V, WFG, CIF, µC) ausführt. Bei der Ausarbeitung der Erfindung wurde erkannt, dass die Beschleunigungen und Rotationsbeschleunigungen und Rotationen einen Einfluss auf die Anordnung umfassend die ersten elektronischen Quantenbits QUB und deren Quantenpunkte NV und die zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und deren Kernquantenpunkte CI ausüben, die im Falle eines mobilen Quantencomputers QC kompensiert werden sollten und auf der anderen Seite aber auch als Messmittel eines Sensorsystems verwendet werden können. Die wesentliche Erkenntnis des hier vorgelegten Dokuments ist, dass es von Vorteil ist, zwei verschiedene Quantenobjekte für zwei verschiedene Typen von Quantenbits - hier elektronische Quantenbits QUB mit Quantenpunkten NV und nukleare Quantenbits CQUB mit Kernquantenpunkten CI -zu verwenden. Dabei ist es erkenntnisgemäß von Vorteil, wenn der erste Typ von Quantenbits zwei verschiedene Typen von Quantenbits von Beschleunigungen und/oder Rotationsbeschleunigungen und/oder Rotationen beeinflusst wird und wenn der der zweite Typ von Quantenbits nicht von Beschleunigungen und/oder Rotationsbeschleunigungen und/oder Rotationen beeinflusst wird.

[0264] Im vorliegenden Fall ist der erste Typ von Quantenbits der Typ der elektronischen Quantenbits QB mit ihren Quantenpunkten NV. Im vorliegenden Fall ist der zweite Typ von Quantenbits der Typ der nuklearen Quantenbits CQUB mit ihren Kernquantenpunkten CI.

[0265] Im vorliegenden Fall ist optional der erste Typ von Quantenbits der Typ der elektronischen Quantenbits QB mit ihren Quantenpunkten NV in Form paramagnetischer Zentren optional in Diamant und besonders optional in Form von NV-Zentren in Diamant. Im vorliegenden Fall ist der zweite Typ von Quantenbits optional der Typ der nuklearen Quantenbits CQUB mit ihren Kernquantenpunkten CI in Form von Isotopen mit magnetischen Moment in einem Substrat D, das im Wesentlichen optional Isotope ohne magnetisches Moment umfasst. Im vorliegenden Fall ist der zweite Typ von Quantenbits besonders optional der Typ der nuklearen Quantenbits CQUB mit ihren Kernquantenpunkten CI in Form von ¹³C- und/oder ¹⁴N- und/oder ¹⁵N-Isotopen mit magnetischen Moment in einem Substrat D, das Dimant umfasst. Der Diamant des Substrats D umfasst dabei optional im Bereich der Quantenbits QUB und/oder der Kernquantenbits CQUB im Wesentlichen optional ¹²C-Isotope ohne magnetisches Moment.

[0266] Dies ermöglicht die Erfassung dieser der Beschleunigungen und/oder Rotationsbeschleunigungen und/oder Rotationen und deren Kompensation und ist neu gegenüber dem Stand der Technik.

[0267] In einer Ausprägung des Vorschlags weist der Quantencomputer QC mindestens zwei erste elektronische Quantenbits (QUB1, QUB2) mit jeweiligen Quantenpunkten (NV1, NV2) auf, wobei das erste erste elektronische Quantenbit QUB1 mit seinem ersten Quantenpunkt NV1 mit dem zweiten ersten elektronischen Quantenbit QUB2 mit dessen zweiten Quantenpunkt NV2 koppelbar und/oder verschränkbar ist. Dies ermöglicht eine Skalierung der ersten elektronischen Quantenbits QUB1, QUB2 zu größeren Quantenregistern QUREG.

[0268] In einer Ausprägung des Vorschlags weist der Quantencomputer QC mindestens zwei erste elektronische Quantenbits (QUB1, QUB2) mit jeweiligen Quantenpunkten (NV1, NV2) auf, wobei das erste erste elektronische Quantenbit QUB1 mit seinem ersten Quantenpunkt NV1 mit dem zweiten ersten elektronischen Quantenbit QUB2 mit dessen zweiten Quantenpunkt NV2 direkt mittels Dipol-Dipol-Kopplung koppelbar und/oder verschränkbar ist. Dies ermöglicht eine Skalierung der ersten elektronischen Quantenbits QUB1, QUB2 zu größeren Quantenregistern QUREG und den Betrieb des Quantencomputers QC bei Raumtemperatur.

[0269] In einer Ausprägung des Vorschlags weist der Quantencomputer QC mindestens erstes elektronisches Quantenbit QUB mit einem Quantenpunkt NV und ein zweites nukleares Quantenbit CQUB mit einem Kernquantenpunkt CI auf. Dabei ist optional das erste elektronische Quantenbit QUB bzw. der Quantenpunkt NV des ersten elektronischen Quantenbits QUB mit dem zweiten nuklearen Quantenbit CQUB und/oder dem Kernquantenpunkt CI des zweiten nuklearen Quantenbits CQUB koppelbar und/oder verschränkbar. Dies ermöglicht die Nutzung der nukleare Spins als zweite nukleare Quantenbits CBUB mit einer wesentlich längeren T2-Zeit.

[0270] In einer Ausprägung des Vorschlags weist der Quantencomputer QC mindestens zwei erste elektronische Quantenbits (QUB1, QUB2) mit jeweiligen Quantenpunkten (NV1, NV2) mindestens zwei zweite nukleare Quantenbits (CQUB1, CQUB2) auf. Optional sind das erste erste elektronische Quantenbit QUB1 und/oder dessen Quantenpunkt NV1 mit dem ersten zweiten nuklearen Quantenbit CQUB1 und/oder dessen Kernquantenpunkt CI1 koppelbar und/oder verschränkbar. Optional sind das zweite erste elektronische Quantenbit QUB2 und/oder dessen Quantenpunkt NV2 mit dem zweiten zweiten nuklearen Quantenbit CQUB2 und/oder dessen Kernquantenpunkt CI2 koppelbar und/oder verschränkbar. Optional ist das erste erste elektronische Quantenbit QUB1 und/oder dessen Quantenpunkt NV1 mit dem zweiten ersten Quantenbit QUB2 und/oder dessen Quantenpunkt NV koppelbar und/oder verschränkbar. Dies macht den Quantencomputer QC hinsichtlich der Anzahl der ersten elektronischen Quantenbits QUB und der zugehörigen Quantenpunkte NV und damit der Anzahl der zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und der zugehörigen Kernquantenunkte CI skalierbar. Der Quantencomputer QC kann dann von einander entfernte zweite nuklearen Quantenbits CQUB und deren Kernquantenpunkte CI miteinander über die Ketten aus ersten elektronischen Quantenbits QUB und deren Quantenpunkten NV koppeln bzw. verschränken.

[0271] Optional umfassen die ersten elektronischen Quantenbits QUB paramagnetische Zentren und/oder NV-Zentren in Diamant und/oder SiV-Zentren und/oder TR1-Zentren und/oder TR12-Zentren und/oder L1-Zentren und/oder PbV-zentren und/oder GeV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV. Dabei sind NV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV von ersten elektronischen Quantenbits QUB besonders optional.

[0272] Optional umfassen ein oder mehrere zweite nukleare Quantenbits CQUB nukleare Spins von ¹³C-Isotopen und/oder ¹⁴N-Isotopen und/oder ¹⁵N-Isotopen und/oder anderer Isotope mit nuklearem Spin als Kernquantenpunkte CI zweiter nuklearer Quantenbits CQUB.

[0273] Optional der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen der elektromagnetischen Strahlung zur Manipulation von Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten elektronischen Quantenbits QUB1, QUB2 und deren Quantenpunkten NV1, NV2 untereinander zu bestimmen und als zu verwendende Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen abzuspeichern. Optional verwendet der Quantencomputer QC bei der Manipulation dieser jeweiligen Paare aus koppelbaren jeweils zwei ersten elektronischen Quantenbits QUB1, QUB2 und deren Quantenpunkten NV1, NV2 elektromagnetische Strahlung der Koppelgrundfrequenz des betreffenden Paars aus koppelbaren jeweils zwei ersten elektronischen Quantenbits QUB1, QUB2 und deren Quantenpunkten NV1, NV2.

[0274] Optional weist dabei die elektromagnetische Strahlung der Koppelgrundfrequenz des betreffenden Paars aus koppelbaren jeweils zwei ersten elektronischen Quantenbits QUB1, QUB2 und deren Quantenpunkten NV1, NV2 neben der Kopplungsgrundfrequenz die Kopplungsgrundphasenlage auf oder eine Phasenlage auf, die von der Kopplungsgrundphasenlage abhängt.

[0275] Optional der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen der elektromagnetischen Strahlung zur Manipulation von koppelbaren Paaren aus je einem ersten elektronischen Quantenbit QUB und dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten Quantenbit CQUB und dessen Kernquantenpunkt CI zu bestimmen und als zu verwendende Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen abzuspeichern. Optional verwendet der Quantencomputer QC bei der Manipulation dieser jeweiligen koppelbaren Paaren aus je einem ersten elektronischen Quantenbit QUB und dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten Quantenbit CQUB und dessen Kernquantenpunkt CI elektromagnetische Strahlung der Koppelgrundfrequenz des betreffenden koppelbaren Paaren aus je einem ersten elektronischen Quantenbit QUB und dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten Quantenbit CQUB und dessen Kernquantenpunkt CI. Optional weist dabei die elektromagnetische Strahlung der Koppelgrundfrequenz des betreffenden koppelbaren Paaren aus je einem ersten elektronischen Quantenbit QUB und dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten Quantenbit CQUB und dessen Kernquantenpunkt CI neben der Kopplungsgrundfrequenz die Kopplungsgrundphasenlage auf oder eine Phasenlage auf, die von der Kopplungsgrundphasenlage abhängt.

[0276] Optional der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen der elektromagnetischen Strahlung zur Manipulation von Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB1, CQUB2) und/oder deren jeweiligen Kernquantenpunkten (CI1, CI2) untereinander zu bestimmen und als zu verwendende Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen abzuspeichern. Optional verwendet der Quantencomputer QC bei der Manipulation dieser jeweiligen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB1, CQUB2) und/oder deren jeweiligen Kernquantenpunkten (CI1, CI2) elektromagnetische Strahlung der Koppelgrundfrequenz des betreffenden Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB1, CQUB2) und/oder deren jeweiligen Kernquantenpunkten (CI1, CI2). Optional weist dabei die elektromagnetische Strahlung der Koppelgrundfrequenz des betreffenden Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB1, CQUB2) und/oder deren jeweiligen Kernquantenpunkten (CI1, CI2) neben der Kopplungsgrundfrequenz die Kopplungsgrundphasenlage auf oder eine Phasenlage auf, die von der Kopplungsgrundphasenlage abhängt.

[0277] Optional umfasst der Quantencomputer QC einen oder mehrere Rotationssensoren RTS für die Erfassung von Rotationswerten und/oder Rotationsbeschleunigungswerten für Drehungen um eine Achse oder einen oder mehrere Rotationssensoren RTS für die Erfassung von Rotationswerten und/oder Rotationsbeschleunigungswerten für Drehungen um zwei Achsen oder einen oder mehrere Rotationssensoren RTS für die Erfassung von Rotationswerten und/oder Rotationsbeschleunigungswerten für Drehungen um drei Achsen. Der Rotationssensor RTS des Quantencomputers QC erfasst optional die aktuelle Ausrichtung des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Ausrichtungsmesswerte. Der Rotationssensor RTS des Quantencomputers QC erfasst optional die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Rotationswerte. Der Rotationssensor RTS des Quantencomputers QC erfasst optional die aktuelle Rotationsbeschleunigung des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Rotationsbeschleunigungswerte.

[0278] Optional verfügt der Quantencomputer QC über Vorrichtungsteile, die Ausrichtungsmesswerte und/oder Rotationswerte und/oder Rotationsbeschleunigungswerte und/oder Beschleunigungswerte für den Quantencomputer QC bestimmen und/oder eine solche Bestimmung zulassen.

[0279] Optional verfügt der Quantencomputer QC über Vorrichtungsteile, die

• Ausrichtungsmesswerte für Drehungen um eine Achse und/oder um zwei Achsen (AX1, AX2) und/oder drei Achsen und/oder
• Rotationswerte für Drehungen um eine Achse und/oder um zwei Achsen (AX1, AX2) und/oder drei Achsen und/oder
• Rotationsbeschleunigungswerte für Drehungen um eine Achse und/oder um zwei Achsen (AX1, AX2) und/oder drei Achsen Rotationsbeschleunigungswerte und/oder
• Beschleunigungswerte für einen translatorischen Freiheitsgrad und/oder zwei translatorische Freiheitsgrade und/oder drei translatorische Freiheitsgrade

für den Quantencomputer QC bestimmen und/oder eine solche Bestimmung zulassen.

[0280] Optional verfügt der Quantencomputer QC daher während seines Quantencomputerbetriebs über Ausrichtungsmesswerte und/oder Rotationswerte und/oder Rotationsbeschleunigungswerte und/oder Beschleunigungswerte für den Quantencomputer QC und/oder über Messwerte, die eine Bestimmung dieser Werte zulassen. Optional ermittelt der Quantencomputer QC während seines Quantencomputerbetriebs

• aus bekannten Ausrichtungsmesswerten und/oder
• aus bekannten Rotationswerten und/oder
• aus bekannten Rotationsbeschleunigungswerten und/oder
• aus bekannten Beschleunigungswerten und/oder
• aus bekannten Geschwindigkeitswerten und/oder
• aus bekannten Ortskoordinaten und/oder
• aus Karteninformationen einer elektronischen Karte und/oder
• aus Routen-Informationen über die zukünftige Route eines Fahrzeugs, dessen Teil der Quantencomputer QC ist,

für den Quantencomputer QC

• zukünftige Ausrichtungsmesswerte und/oder
• zukünftige Rotationswerte und/oder
• zukünftige Rotationsbeschleunigungswerte und/oder
• zukünftige Beschleunigungswerte und/oder
• zukünftige Geschwindigkeitswerte und/oder
• zukünftige Ortskoordinaten.

[0281] Optional ermittelt der Quantencomputer QC mittels

• der zukünftigen Ausrichtungsmesswerte und/oder
• der zukünftigen Rotationswerte und/oder
• der zukünftigen Rotationsbeschleunigungswerte und/oder
• der zukünftigen Beschleunigungswerte und/oder
• der zukünftigen Geschwindigkeitswerte und/oder
• der zukünftigen Ortskoordinaten und/oder
• von Kopplungsgrundfrequenzen und/oder
• Kopplungsgrundphasenlagen

zukünftige Kopplungsgrundfrequenzen und/oder zukünftige Kopplungsgrundphasenlagen für einen zukünftigen Zeitpunkt.

[0282] Optional verwendet der Quantencomputer QC diese zukünftigen Kopplungsgrundfrequenzen und/oder zukünftigen Kopplungsgrundphasenlagen zu dem zukünftigen Zeitpunkt als Kopplungsgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen.

[0283] Optional ist der Quantencomputers QC dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von den Ausrichtungsmesswerten und/oder von den Rotationswerten und/oder von den Rotationsbeschleunigungswerten und/oder von den Beschleunigungswerten die zu verwendenden Kopplungsfrequenzen und Kopplungsphasenlagen zwischen den Paaren aus koppelbaren jeweils zwei elektronischen Quantenbits (QUB1 QUB2) und/oder deren Quantenpunkten (NV1, NV2) untereinander aus den zu verwendenden Kopplungsgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen für diese Paaren aus koppelbaren jeweils zwei elektronischen Quantenbits (QUB1 QUB2) und/oder deren Quantenpunkten (NV1, NV2)zu bestimmen. Dies ermöglicht den Betrieb eines mobilen Quantencomputers QC auf Basis paramagnetischer Zentren als Quantenpunkte NV von elektronischen Quantenbits QUB und auf Basis nuklearer Quantenbits CQUB und derer Kernquantenbits CI.

[0284] Optional ist der Quantencomputers QC dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von den Ausrichtungsmesswerten und/oder von den Rotationswerten und/oder von den Rotationsbeschleunigungswerten und/oder von den Beschleunigungswerten die zu verwendenden Kopplungsfrequenzen zwischen den koppelbaren Paaren aus je einem ersten elektronischen Quantenbit QUB und/oder dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten nuklearen Quantenbit CQUB und/oder dessen Kernquantenpunkt CI aus den zu verwendenden Kopplungsgrundfrequenzen und Kopplungsgrundphasenlagen zu bestimmen. Dies ermöglicht den Betrieb eines mobilen Quantencomputers QC auf Basis paramagnetischer Zentren als Quantenpunkte NV von elektronischen Quantenbits QUB und auf Basis nuklearer Quantenbits CQUB und derer Kernquantenbits CI.

[0285] Optional ist der Quantencomputers QC dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von den Ausrichtungsmesswerten und/oder von den Rotationswerten und/oder von den Rotationsbeschleunigungswerten und/oder von den Beschleunigungswerten und/oder Geschwindigkeitswerten und/oder Ortskoordinaten des Quantencomputers QC die zu verwendenden Kopplungsfrequenzen zwischen den Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits CI untereinander aus den zu verwendenden Kopplungsgrundfrequenzen zu bestimmen.

[0286] Optional ist der Quantencomputers QC dazu eingerichtet, bei der Manipulation der ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder deren Quantenpunkte NV und/oder zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder deren Kernquantenbist CI mittels der ersten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) und/oder der zweiten Mittel (z.B. WFG, LDRV, LD, DBS, OS, XT, YT, KV, mWA, MW/RF-AWFG, PM, PV, PVC, MGx, MGy, MGz, MFSx, MFSx, MFSz, MSx, MSy, MSz, GDx, GDy, GDz, µC) die so bestimmten zu verwendenden Kopplungsfrequenzen zu verwenden.

[0287] In einer weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen optional zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten elektronischen Quantenbits (QUB1, QUB2) und/oder deren Quantenpunkten (NV1, NV2) untereinander zu einem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen abzuspeichern. In dieser weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC optional dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zwischen koppelbaren Paaren aus je einem ersten elektronischen Quantenbit QUB und/oder dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten nuklearen Quantenbit CQUB und/oder dessen Kernquantenpunkt CI zu einem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen abzuspeichern. In dieser weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC optional dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB1, CQUB2) und/oder deren Kernquantenpunkten (CI1, CI2) untereinander zu dem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen abzuspeichern. In dieser weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC optional dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei ersten elektronischen Quantenbits (QUB1, QUB2) und/oder deren Quantenpunkten (NV1, NV2) untereinander zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zu verwenden ggf. abzuspeichern. In dieser weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC optional dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zwischen koppelbaren Paaren aus je einem ersten Quantenbit QUB und dessen Quantenpunkt NV und je einem zweiten Quantenbit CQUB und/oder dessen Kernquantenpunkt CI zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zu verwenden ggf. abzuspeichern. In dieser weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC optional dazu eingerichtet, die Kopplungsfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei zweiten nuklearen Quantenbits (CQUB1, CQUB2) und/oder deren Kernquantenpunkten (CI1, CI2) untereinander zu einem zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt zu bestimmen und als Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen zu verwenden ggf. abzuspeichern. In dieser weiteren Ausprägung ist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC optional dazu eingerichtet, aus einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Kopplungsgrundphasenlagen und einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Kopplungsphasenlagen die aktuelle Ausrichtung des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Ausrichtungsmesswerte und/oder in Form eines oder mehrerer Rotationswerte und/oder in Form eines oder mehrerer Rotationsbeschleunigungswerte und/oder in Form eines oder mehrerer Beschleunigungswerte zu ermitteln. Dies ermöglicht die Verwendung des Quantencomputers QC als Gyroskop.

[0288] In einer anderen Ausprägung sind der Quantencomputer QC oder Teile des Quantencomputers QC oder eine Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von deren Quantenpunkte NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkte CI und/oder eine Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC drehbar um eine Achse gelagert oder drehbar um zwei Achsen (AX1, AX2) gelagert oder drehbar um drei Achsen gelagert.

[0289] In einer weiteren Ausprägung des Quantencomputers QC verfügt der Quantencomputer QC über eine oder mehrere Energiekupplungen (EK1, EK2). Eine Energiekupplung der Energiekupplungen (EK1, EK2) ist optional dazu eingerichtet, den Quantencomputer QC oder Teile des Quantencomputers QC oder die Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von deren Quantenpunkten NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkten CI und/oder die Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC mit elektrischer oder elektromagnetischer Energie und/oder Strahlungsenergie zu versorgen. Im Sinne dieses Dokuments ist die Strahlungsenergie der Pumpstrahlung LB elektromagnetische Energie insbesondere zu Versorgung der Quantenpunkte NV des Quantenpunkte NV mit Energie. In einer dieser Ausprägung des Quantencomputers QC ist die Energieversorgung optional dazu eingerichtet ist, dass eine Drehung des Quantencomputers QC oder von Teilen des Quantencomputers QC oder der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von Quantenpunkten NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkten CI und/oder der Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC um eine Achse (AX1, AX2) die Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2, LD, LDRV) nicht mitdrehen muss. Optional ist die Energiekupplung (EK1, EK2) dazu eingerichtet, die Energie von der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2, LD, LDRV) zum Quantencomputer QC so zu transportieren, dass eine Verdrehung des Quantencomputers QC oder von Teilen des Quantencomputers QC oder der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von deren Quantenpunkten NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkten CI und/oder von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC gegenüber der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2, LD, LDRV) um beliebige Winkel möglich ist.

[0290] In einer weiteren Ausprägung des Quantencomputers QC umfasst die Energiekupplung (EK1, EK2) beispielsweise elektrisch leitfähige Schleifringe und Schleifkontakte für diese Energieübertragung. In einer weiteren Ausprägung des Quantencomputers QC ist die Energiekupplung (EK1, EK2) optional dazu eingerichtet, die Energie der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2, LD, LDRV) mittels induktiver Kopplung zu dem Quantencomputer QC oder zu Teilen des Quantencomputers QC oder zu der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von deren Quantenpunkten NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkten CI und/oder von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC zu übertragen. In der weiteren Ausprägung des Quantencomputers QC ist die Energiekupplung (EK1, EK2) optional dazu eingerichtet, die Energie der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG, BENG2, SRG2, LD, LDRV) mittels elektromagnetischen Wellen und/oder elektromagnetischer Strahlung zu dem Quantencomputer QC oder zu Teilen des Quantencomputers QC oder zu der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von deren Quantenpunkten NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkten CI und/oder von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC zu übertragen. Dabei ist im Sinne des hier vorgelegten Dokuments eine Bestrahlung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder deren Quantenpunkten NV und/oder der Anordnung von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder deren Kernquantenpunkten CI und/oder der Anordnung von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC mit einer Pumpstrahlung LB eine Energieversorgung der Anordnung von ersten elektronischen Quantenbits QUB und/oder von deren Quantenpunkten NV und/oder von zweiten nuklearen Quantenbits CQUB und/oder von deren Kernquantenpunkten CI und/oder von paramagnetischen Zentren des Quantencomputers QC.

[0291] In einer weiteren Ausprägung des Quantencomputers QC ist der Quantencomputer QC mittels einer kardanischen Aufhängung KAH drehbar um eine Achse oder zwei Achsen (AX1, AX2) oder drei Achsen gelagert. Optional umfasst der Quantencomputer QC in dieser Ausprägung einen oder mehrere Kreisel KR oder ist mit diesen Kreisel KR mechanisch verbunden, sodass die Ausrichtung des Quantencomputers QC von Drehungen der kardanischen Aufhängung KAH um diese eine Achse oder diese zwei Achsen (AX1, AX2, AX3) oder diese drei Achsen nicht verändert wird.

[0292] In einer weiteren Ausprägung des Quantencomputers QC weisen ein oder mehrere Kreisel der Kreisel KR einen Antrieb auf. Der eine Kreisel KR oder die mehreren Kreisel KR und der Antrieb des einen Kreisels KR oder die Antriebe der Kreisel KR im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind optional ein Teil des Quantencomputers QC.

[0293] Bei der Ausarbeitung des hier vorgelegten Dokuments wurde erkannt, dass die Verwendung eines Quantencomputers QC wie oben beschrieben als Gyrometer denkbar ist. Das hier vorgelegte Dokument beschreibt somit ein Gyrometer, dass einen Quantencomputer QC umfasst. Dabei zeichnet sich ein solches Gyrometer auf Basis eines Quantencomputers QC durch eine besondere Empfindlichkeit aus. Zur Ermittlung der Gyrometermesswerte des Gyrometers bestimmt der Quantencomputer QC des Gyrometers optional einen oder mehrere Ausrichtungsmesswerte und/oder einen oder mehrere Rotationswerte und/oder einen oder mehrere Rotationsbeschleunigungswerte und/oder einen oder mehrere Beschleunigungswerte und/oder einen oder mehrere Geschwindigkeitswerte und/oder eine oder mehrere Ortskoordinaten des Quantencomputers QC.

[0294] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Koppelgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Koppelphasenlagen die aktuelle Ausrichtung des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Ausrichtungsmesswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Ausrichtungsmesswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Ausrichtungsmesswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Ausrichtungsmesswerten zu ermitteln.

[0295] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Koppelgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Koppelphasenlagen die aktuelle Rotationsgeschwindigkeit des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Rotationswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Rotationswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Rotationswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Rotationswerten zu ermitteln.

[0296] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Koppelgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Koppelphasenlagen die aktuelle Rotationsbeschleunigung des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Rotationsbeschleunigungswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Rotationsbeschleunigungswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Rotationsbeschleunigungswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Rotationsbeschleunigungswerten zu ermitteln.

[0297] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Koppelgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Koppelphasenlagen die aktuelle Beschleunigung des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Beschleunigungswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Beschleunigungswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Beschleunigungswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Beschleunigungswerten zu ermitteln.

[0298] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Koppelgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Koppelphasenlagen die aktuelle Geschwindigkeit des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Geschwindigkeitswerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Geschwindigkeitswerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Geschwindigkeitswerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Geschwindigkeitswerten zu ermitteln.

[0299] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelgrundfrequenzen und/oder Koppelgrundphasenlagen und mittels Bestimmung einer oder mehreren Koppelfrequenzen und/oder Koppelphasenlagen die aktuelle Ortskoordinate des Quantencomputers QC in Form eines oder mehrerer Ortskoordinatenwerte und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Ableitungen n-ter Ordnung von Ortskoordinatenwerten und/oder in Form einer oder mehrerer zeitlicher Integrale n-ter Ordnung von Ortskoordinatenwerten und/oder in Form von gefilterten Werten von Ortskoordinatenwerten zu ermitteln.

[0300] Optional ist der Quantencomputer QC dazu eingerichtet, mittels Ausführung von Quanten-Op-Codes Messwerte physikalischer Parameter, insbesondere wie Aussichtung, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung, Gravitationsbeschleunigung, Beschleunigung, Geschwindigkeit und/oder Ortskoordinate zu ermitteln.

[0301] Gatter Steuerung von NV-Zentren und nuklearen Spins, die mit diesen verkoppelt sind

[0302] Im Sinne des hier offengelegten Dokuments bezeichnet das NV-Zentrum die Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums. Der nukleare Spin des Stickstoffatoms des NV-Zentrums wird separat benannt.

Definition des Begriffs Gatter

[0303] Gemäß offenbarung kann der Begriff "Gatter" optional wie folgt zu verstehen sein:
Gatter im Sinne des hier vorgelegten Dokuments sind Methoden in Form von Prozessschrittfolgen, die zur Manipulation auslesbarer Zustände mit dem Ziel dienen, vollständige Turingmaschinen aus zeitlich sequentiellen oder parallelen Abfolgen dieser Gatter aufzubauen zu können. Eine Turing-Maschine im Sinne des hier vorgelegten Dokuments ist somit eine Abfolge von solchen Gattern, die ein Quantencomputer ausführt und womit der Quantencomputer den Zustand von Quantenbits und/oder nuklearen Quantenbits des Quantencomputers manipuliert und/oder ausließt.

[0304] Eine solche vollständige Turingmaschine auf Basis eines solchen Quantencomputers im Sinne des hier vorgelegten Dokuments erlaubt entsprechend der Turing-Church Vermutung die Lösung aller berechenbare Aufgaben. Klassische Computer sind Turing vollständig. Nach dem Gottesman-Knill Theorem ist ein Quanten Computer Turing vollständig, wenn folgende unitäre Gatter realisiert werden können:

1. Clifford Gatter (Paul: X,Y,Z),

2. H Phasengatter S (T) und

3. das 2 Quantenbitgatter CNOT.

[0305] Ein Clifford Gatter ist eine Gruppe von Gattern V (V sei Element der Menge der Clifford Gatter) mit der Eigenschaft U=WVW⁺ mit U und W ebenfalls als Element der Menge der Clifford Gatter.

[0306] Im Quantencomputing und in der Quanteninformationstheorie sind die Clifford-Gatter die Elemente der Clifford-Gruppe, einer Menge mathematischer Transformationen, die die n-Qubit-Pauli-Gruppe normalisieren, d. h. Tensor-Produkte von Pauli-Matrizen durch Konjugation auf Tensor-Produkte von Pauli-Matrizen abbilden. Der Begriff wurde von Daniel Gottesman eingeführt und ist nach dem Mathematiker William Kingdon Clifford benannt.[1] Quantenschaltungen, die nur aus Clifford-Gattern bestehen, können aufgrund des Gottesman-Knill-Theorems effizient mit einem klassischen Computer simuliert werden.

[0307] Dabei sind die Clifford Gatter (Paul: X,Y,Z) redundant. Beispielsweise gilt X=HZH⁺.

[0308] Man kann also auf ein Clifford Gatter (Paul: X,Y,Z) verzichten. Der Stand der Technik bezeichnet diese drei Gatter 1 bis 3 auch als universelle Gatter. Der Quantencomputer kann diese elementaren Gatter mittels Operationen, die Spin-Rotationen induzieren, nachbilden. Hierbei ist allerdings das Folgende zu beachten:

a) Das X Gatter stellt eine Spieglung mit einer positiven Abbildungsdeterminante dar. Der NV-Zentren basierende Quantencomputer kann kein X-Gatter realisieren. Das X-Gatter ist eine der Pauli-Matrizen, die den Spin um 180° spiegelt. (im Folgenden als Quantenbit-Flip bezeichnet) Allerdings kann der Quantencomputer ein iX-Gatter realisieren. D.h. bei jeder Gatteroperation kommt eine Phasenverschiebung von 90° hinzu (komplexer Faktor i) Bei einem NV-Zentrum führt der Quantencomputer das X-Gatter dadurch aus, dass er ein Mikrowellensignal mit der Resonanzenergie (Resonanzfrequenz) einer definierten zeitlichen Länge und Amplitude (Rabi-Frequenz=γ_NV B mit γ_NV als gyromagnetische Moment des NV-Zentrums und B die magnetische Komponente der elektromagnetischen Welle, die senkrecht zu der Richtung des Elektronenspins der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums wirkt) Ein solcher π-Puls hat dann die zeitliche Länge 1/(2γ_NV B) (Das entspricht 180°).

b) Rotationen besitzen immer eine negative Determinante. Die Rotationen erzeugen also eine zusätzliche allgemeine Phase, die aber keine Bedeutung besitzt, weil sie nicht messbar sind. Allerdings muss während der Rechnung diese Phase berücksichtigt werden, da sich die Phasen addieren können. Das CROT-Gatter ist eine unitäre Matrize, die den Spin um einen Winkel θ u eine Achsenfläche im vierdimensionalen Raum der Bloch-Kugel dreht. (im Folgenden als Quantenbit-Rotation oder einfach nur CROT bezeichnet) Auch hier kommt bei jeder Gatteroperation eine Phasenverschiebung hinzu. Bei einem NV-Zentrum führt der Quantencomputer das CROT-Gatter dadurch aus, dass er ein Mikrowellensignal mit der Resonanzenergie (Resonanzfrequenz) einer definierten zeitlichen Länge und Amplitude (γ_NV B mit γ_NV als gyromagnetische Moment des NV-Zentrums und B die magnetische Komponente der elektromagnetischen Welle, die senkrecht zu der Richtung des Elektronenspins der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums wirkt) Ein solcher θ-Puls hat dann die zeitliche Länge 1/(2γ_NV B) (θ/180°). Wird die Phase der Mikrowellenansteuerung (bei Kernspins der Radiofrequenzansteuerung) um 90° verschoben, so wechselt die CROT-Ansteuerung, wenn sie zuvor eine Drehung um die X-Achse bewirkte, zu einer Ansteuerung, die eine Drehung um die Y-Achse bewirkt. Die Mikrowellenphasenlage der Mikrowellenansteuerung bestimmt also die Drehachse einer CROT-Operation. Bei nuklearen Spins bestimmt die Radiowellenphasenlage die Drehachse einer CROT-Operation für den nuklearen Spin.

[0309] Ein Rotation um 180° in der x-Achse ist somit kein X sondern ein iX Gatter! Genau ergibt sich ein CROT nicht als CNOT sondern als CiNOT. Um einen CNOT zu definieren muss ein zusätzlicher Z(π/2) (Clifford Gatter (Paul,Z) mit zeitlicher Länge π/2) vor oder nach der Ausführung des CROT-Befehls eingefügt werden und auf den konditionellen Partnerquantenbit wirken. Das konditionelle Partnerquantenbit eines NV-Zentrums kann ein nuklearer Spin in der Umgebung des NV-Zentrums sein oder ein anderes NV-Zentrum in der Umgebung des NV-Zentrums sein.

[0310] Ein beispielhaftes System zur Erklärung kann beispielsweise ein erstes NV-Zentrum und ein zweites NV-Zentrum und ein drittes NV-Zentrum umfassen, wobei das erste NV-zentrum und das dritte NV-Zentrum wiederum jeweils mit jeweiligen nuklearen Spins koppeln können, die genau einem dieser beiden beispielhaften NV-Zentren zugeordnet sind. Das erste NV-Zentrum und das zweite NV-Zentrum und das dritte NV-Zentrum sind als lineare Kette angeordnet, wobei das erste NV-Zentrum mit dem dritten NV-Zentrum nur über das zweite NV-Zentrum als Ancilla-bitt koppeln kann und nicht direkt koppeln kann. Wird nun durch eine Quantenoperation der Quantenzustand des zweiten NV-Zentrums in den Zustand m=0 gebracht, so entkoppelt diese Quantenoperation das erste NV-Zentrum von dem dritten NV-Zentrum. Wird durch eine andere Quantenoperation der Quantenzustand des zweiten NV-Zentrums in den Zustand m=+1 oder m=-1 gebracht, so können Quantenoperation das erste NV-Zentrum mit dem dritten NV-Zentrum koppeln.

[0311] Eine CROT-Operation um die Z-Achse kann durch eine -π/2 -Drehung um die Y-Achse und dann ein X-Gatte und dann eine +π/2-Drehung um die Y-Achse realisiert werden.

[0312] Zu Beginn ist nur die Z-Achse durch die Flussdichte des Magnetfelds festgelegt. Mit der erste CROT-Operation legt der Quantencomputer die X-Achse für das NV-Zentrum willkürlich fest. Diese Referenz ist zwar frei wählbar, muss während einer Quantenberechnung aber Referenz (Phasenstabilität) beibehalten werden.

[0313] Neben der Ausführung dieser Gatter muss der Quantencomputerseine Quantenbits und seine nuklearen Quantenbits zu Beginn einer Berechnung jeweils in einem definierten Anfangszustand versetzen und nach dem Ausführen aller Operationen der Quantencomputer seine relevanten Quantenbits und/oder seine relevanten nuklearen Quantenbits. Sind alle drei Bedingungen erfüllt, kann dieser Quantencomputer beliebige Rechnungen durchführen und gilt dann als Turingvollständig.

[0314] Das Ziel jedes universellen Quantencomputers ist daher die universellen Gatter, so wie die Bedingungen zur Initialisierung und Auslesen der Quantenbits und nuklearen Quantenbits mit hoher Güte zu erreichen.

Grundlagen:

Der Hamiltonian für NV-Zentren

[0315] Der Hamiltonian für NV-Zentren als Quantenbits lautet:

[0316] Hierbei stehen

D

für die Nullfeldaufspaltung,

γ_NV

für das gryromagnetisches Verhältnis des NV-Zentrums,

m

für die Quantenzahl,

B

für eine externes, auf das NV-Zentrum einwirkendes Magnetfeld in NV-Achse.

[0317] Ist sich das externe auf das NV-Zentrum einwirkende Magnetfeld nicht in Richtung der NV-Achse ausgerichtet, so ist typischerweise m keine gute Quantenzahl aufgrund von Interband-Mixing.

Der Hamiltonian für Atomkerne als nukleare Quantenbits

[0318] Der Hamiltonian für Atomkerne als nukleare Quantenbits umfasst einen Zeeman-Anteil und ggf. einen Quadrupolanteil (z.B. ¹⁴N). Der Hamiltonian für Atomkerne als nukleare Quantenbits lautet:

[0319] Hierbei stehen

γ

für das gyromagnetisches Verhältnis,

I

für die magnetische Quantenzahl,

B

für das externe, auf den nuklearen Spin einwirkende Magnetfeld,

Q

Für den Quadrupol Anteil unabhängig von B

H_{NV_Kern}

Bestimmt die Kopplungsstärke zwischen Kern und NV durch Hyperfein-WW. Der Hyperfeinterm kann in einen parallelen Anteil und senkrechten Anteil gespalten werden. Für die Verschiebung ist nur der parallele Term wichtig.

[0320] Das hier vorgelegte Dokumente bezeichnet zur besseren Unterscheidung für Atomkerne deren magnetische Quantenzahl min dem hier vorgelegten Dokument mit I.

[0321] Zur magnetischen Quantenzahl m des negative geladenen NV-Zentrums

[0322] Die magnetische Quantenzahl m des negative geladenen NV- Zentrums, kann die drei Werte -1, 0, +1 annehmen. Für m=0 ist erzeugt das NV-Zentrum kein Magnetfeld! Der Zustand NV₀ hat nur einen Single Zustand.

[0323] Das hier vorgelegte Dokument benennet als typischen Wert des gyromagnetischen Verhältnisses γ_NV= 28,130 MHz/mT. Das hier vorgelegte Dokument benennet als typischen Wert der Nullfeldaufspaltung D=2,87 GHz.

Magnetische Quantenzahl I der Kerne:

[0324] Die NV-Zentren sin ein einen Diamantkristall eingebettet der im Wesentlichen Kohlenstoffatome in Form von im Wesentlichen ¹²C-Isotopen ohne Spin und ohne magnetisches Moment umfasst. Einige wenige Atome im Diamantgitter des Diamantkristalls sind optional ¹³C-Isotope. ¹³C-Isotope haben die Spin -1/2 bzw. +1/2. Die ¹³C-Isotope haben typischerweise kein Quadrupolmoment. Für m=0 ist daher bei ¹³C-Atomkernen, die stark mit dem NV-zentrum gekoppelt sind, und einem geringen externen Magnetfeld die Zeeman Komponente durch das externe magnetische Feld gegenüber der Hyperfein-Wechselwirkung vernachlässigbar. Im Sinne des hier vorgelegten Dokuments ist ein geringes externes Magnetfeld ein Magnetfeld mit einer magnetischen Flussdichte am Ort des betreffenden nuklearen Quantenbits, als am Ort des betreffenden nuklearen Spins, kleiner als 100mT. Da der Atomkern der eines Quantenbits nur einen Dipolanteil besitzt, zeigt der Atomkern des nuklearen Quantenbits typischerweise keine Wechselwirkung mit dem ihm zugeordneten mit dem NV-Zentrum, wenn das NV-Zentrum sich in einem Zustand befindet, in dem es die Quantenzahl m=0 aufweist.

[0325] Das hier vorgelegte Dokument benennet als typischen Wert für das gyromagnetisches Verhältnis eines Atomkerns eines ¹³C-Isotops, das der Quantencomputer als nukleares Quantenbit nutzt, γ_13C=10,7 kHz/mT.

[0326] Das hier vorgelegte Dokument benennet als typischen Wert für den Quadrupol Anteil Q unabhängig von B eines ¹³C-Isotops, das der Quantencomputer als nukleares Quantenbit nutzt, Q=0.

[0327] Der Übergang der Zustände z.B. m=0 nach m=1 wird durch die Rabi-Frequenz Ω beschrieben. Dabei gilt:

[0328] Hierbei ist B₀ die magnetischen Komponente der in das jeweilige Quantenbit des Quantencomputer eingestrahlten elektromagnetischen HF-Welle (englisch: RF) mit der Resonanzfrequenz, die sich aus der Aufspaltung der Zustände ergibt. Dieses Feld ist ein Vektorfeld. Der Quantencomputer muss die Richtung des Feldes bei der Erzeugung der HF-Welle an die Ausrichtung der Leiterbahn angepasst werden. Der Quantencomputer nutzt zur Ansteuerung der jeweiligen nuklearen Spins der Atomkerne (¹³C-Isotope) typischer weise RF (Radiofrequenz). Der Quantencomputer nutzt optional zur Ansteuerung der jeweiligen NV-Zentren MW(Mikrowellen).

[0329] Die Stärke der Hyperfeinwechselwirkung abhängig von der Gitterposition der nuklearen Spins relativ zum Stickstoffatom (N) und zur Fehlstelle (V) innerhalb des Diamantgitters. Das hier vorgelegte Dokument benennt für stark gekoppelte Kerne folgende beispielhaften Werte für die Radiofrequenz der elektromagnetischen Strahlung zur Kopplung des NV-Zentrum mit dem nuklearen Spin des jeweils zugeordneten gekoppelten Kerns, den der Quantencomputer als nukleares Quantenbit nutzt, je nach Gitterposition (siehe Figur 18):
126 MHz (J-Position direkt neben dem Stickstoff), 13,8 MHz (A-Position), 13,2 MHz (B-Position), 6.5 MHz (D-Position), 4,2 MHz (E-Position, F-Position), 2,6 MHz (G-Position, H-Position), 0.8 MHz (schwach gekoppelt)

[0330] Das hier vorgestellte Dokument weist ausdrücklich darauf hin, dass der Quantencomputer im späteren Betrieb die Zeeman Aufspaltung je nach Ausrichtung der ¹³C-Isotope relativ zum NV-Zentrum hinzuaddieren oder subtrahieren muss. Das hier vorgestellte Dokument schlägt daher vor, in einer Initialisierungsphase des Quantencomputers die Werte für die Zeemann-Aufspaltung zu ermitteln und diese Werte und/oder die Summen bzw. Differenzwerte in einem Speicher der Steuervorrichtung (µC) des Quantencomputers (QC) abzulegen und für den Betrieb des Quantencomputers (QC) bereitzuhalten. Im Zuge der Ausarbeitung der hier vorgestellten technischen Lehre wurde ermittelt, dass die Zeeman Aufspaltung bei einem Magnetfeld mit einer magnetischen Flussdichte von 50mT am Ort des Paars aus NV-Zentrum und nuklearem Spin typischerweise ca. 0.5 MHz beträgt.

[0331] Neben den bereits erwähnten ¹³C-Kohlenstoff-Isotopen, deren nukleare Spins der Quantencomputer mittels der NV-Zentren basierenden Quantenbits als nukleare Quantenbits nutzen kann, kann der Quantencomputer auch die nuklearen Spins der Stickstoffatome der NV-Zentren als nukleare Quantenbits nutzen.

[0332] Das ¹⁴N-Stickstoff-Isotop besitzt neben dem Dipolanteil auch einen Quadrupolanteil und wechselwirkt mit der Elektronenspin der Elektronenkonfiguration des zugeordneten NV-Zentrums auch im m=0 Zustand dieses NV-Zentrums.

[0333] Das hier vorgelegte Dokument benennet als typischen Wert für das gyromagnetisches Verhältnis eines Atomkerns eines ¹⁴N-Stickstoff-Isotops, das der Quantencomputer als nukleares Quantenbit nutzt, γ_14N=3,07 kHz/mT.

[0334] Das hier vorgelegte Dokument benennet als typischen Wert für den Quadrupol Anteil Q unabhängig von B eines ¹⁴N-Stickstoff-Isotops, das der Quantencomputer als nukleares Quantenbit nutzt,
Q.= 4945 kHz

[0335] Figur 19 zeigt die Verschiebung der Energieaufspaltung durch Hyperfein-WW hf Zeeman, nZ und Quadrupol Q.

Q= Quadrupol Anteil

hf= Hyperfeinwechselwirkung

nZ=nuklearer Zeeman Aufspaltung

[0336] Das hier vorgelegte Dokument weist explizit darauf hin, dass für den Zustand des NV-Zentrums mit der Quantenzahl m=0 typischerweise keine Hyperfein-Wechselwirkung stattfindet.

Kopplung

[0337] Das hier vorgelegte Dokument unterscheidet zwischen stark an das zugeordnete NV-Zentrum über ihren nuklearen Spin gekoppelten Atomkernen und schwach über ihren nuklearen Spin an das NV-zentrum gekoppelten Atomkernen.

[0338] Stark an das zugeordnete NV-Zentrum gekoppelte Atomkerne definieren sich durch eine größere Kopplungsstärke (in MHz*h) gegenüber der Linienbreite der Resonanzline des NV-Zentrum beim Übergang von m=0 nach m=1 (in MHz*h). h ist das Planck'sche Wirkungsquantum.

[0339] Die Einordnung der Kopplungsstärke bezieht sich daher immer auf die minimale Linienbreite der Resonanzlinie des jeweiligen NV-Zentrums. Während die Kopplungsstärke zwischen dem nuklearen Spin des Atomkerns und dem Elektronenspin des NV-Zentrums von der Position des nuklearen Spins des Atomkerns relativ zum NV-Zentrum und vom Abstand des dem nuklearen Spins des Atomkerns zum NV-Zentrum im Kristallgitter des Diamantkristalls zusammenhängt und nicht veränderbar ist, kann die Linienbreite der Resonanzlinie zwischen zwei definierten Zuständen, abhängig von der Amplitude, Zeitdauer der Einwirkung, Form usw. vergrößert werden. Die minimal erreichbare Linienbreite (Lebensdauer der Zustandes) wird beeinflusst durch die Kristalleigenschaften, die Temperatur des Kristalls und die magnetischen Spins im Umfeld des NV-Zentrums und der zugeordneten nuklearen Spins der nuklearen Quantenbits, sowie durch allgemein extern als auch intern alternierende Magnetfelder.

[0340] Im Wesentlichen beeinflusst die Hyperfein-Wechselwirkung des NV-Zentrums beeinflusst (Hyperfein-WW> Linienbreite) in einem kleinen oder moderaten Magnetfeld (<300-500 mT abhängig von der Kopplungsstärke) die Kopplungsstärke stark gekoppelter nuklearer Spins von Atomkernen. Die vom Quantencomputer ausgeführten Gatter sind daher direkt abhängig von dem Spin Zustand der mit den nuklearen gekoppelten NV-Zentren. Man bezeichnet diesen Bereich auch als Freezing-Zone. Da Kernspin-Kernspin Quantenbit-Flips, die zu einer Dekohärenz führen können, durch die NV-Zentren mit m=+1, m=-1 fast vollständig unterdrückt werden (Energieverschiebung zwischen den Spins). Die nuklearen Spins der als nukleare Quantenbits genutzten Atomkerne sind für einen Zustand des ihnen zugeordneten NV-Zentrums mit m=0 eingefroren. Für einen solchen Zustand des NV-Zentrums mit m=0 kann ein ausreichend starkes externes Magnetfeld diese nuklearen Spin-Quantenbit-Flips verhindern.

[0341] Die direkte Kopplung zwischen den nuklearen Spins der Atomkerne ist gering. Die direkte Kopplung zwischen den nuklearen Spins der Atomkerne ist gering gegenüber der Kopplung zwischen dem jeweiligen Atomkern zugeordneten NV-Zentrum und dem Spin dieses Atomkerns. Die direkte Kopplung zwischen den nuklearen Spins der Atomkerne untereinander erfolgt daher auf langen Zeitskalen µs- Bereich bis ms-Bereich. Bei der Ausarbeitung der technischen Lehre des hier vorgestellten Dokuments wurde erkannt, dass der Einfluss der direkten Kopplung zwischen den nuklearen Spins der Atomkerne im Allgemeinen vernachlässigt werden kann.

[0342] Für schwach an das jeweilige NV-Zentrum gekoppelten nuklearen Spins solcher schwach gekoppelter Atomkerne der nuklearen Quantenbits ist die Aufspaltung durch die Hyperfein-Wechselwirkung vernachlässigbar gegenüber der Wirkung des externen Magnetfeldes. Die schwachgekoppelten Atomkerne verhalten sich in diesem Punkt also genau umgekehrt als die stark gekoppelten Atomkerne.

[0343] Das hier vorgeschlagene Dokument schlägt somit einen Quantencomputer vor, der NV-Zentren in Diamant als Quantenbits umfasst und

stark an NV-Zentren gebundene nukleare Spins stark an diese NV-Zentren gekoppelter Atomkerne als nukleare Quantenbits, die die hier vorgelegte Schrift im Folgenden als starke nukleare Quantenbits bezeichnet, umfasst und

schwach an NV-Zentren gebundene nukleare Spins schwach an diese NV-Zentren gekoppelter Atomkerne als nukleare Quantenbits, die die hier vorgelegte Schrift im Folgenden als schwache nukleare Quantenbits bezeichnet, umfasst.

[0344] Die Resonanzenergie für die Kopplung dieser schwach gekoppelten nuklearen Spins dieser schwach an das jeweilige NV-zentrum gekoppelte Atomkerne ist somit nur schwach von dem jeweiligen Spinzustand der Elektronenkonfiguration des jeweils mit diesem nuklearen Spin schwach gekoppelten NV-Zentrums abhängig.

Initialisierung

[0345] Im Folgenden erfolgt eine Erläuterung eines optionalen Vorgangs zur Initialisierung eines Quantencomputers:
Die Initialisierung der NV-Zentren optional erfolgt über einen Laserpuls als Pumpstrahlung mit einer definierten zeitlichen Länge und Intensität. Diese zeitliche Länge hängt von der Einkopplung des Laser-Lichtes des Lasers ab und damit von der Tiefe der NV-Zentren im Substrat von der Oberfläche des Diamantkristalls aus gemessen. Außerdem beeinflussen die Fokussierungsbedingungen die Intensität der Pumpstrahlung des Lasers am Ort des jeweiligen NV-Zentrums. Da das NV-Zentrum einen Dipol bildet, ist der Polarisationswinkel ein weiterer bestimmender Faktor. Das NV-Zentrum (gebildet aus einen Stickstoffatom N- und einer Fehlstelle V) definiert eine NV-Zentrums-Achse. Bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieses Dokuments wurde linear polarisiertes Licht als Pumpstrahlung für die NV-Zentren eingesetzt. Sowohl die lineare Polarisation des eingestrahlten Lichtes sollte optional senkrecht zur NV-Zentrumsachse stehen. Ein Ansprechen mit zirkular polarisiertem Licht ist auch möglich, wenn der Pointing-Vektor des Lichts parallel zur Achse des NV-Zentrums steht. In dem Fall können zwei Drehungen gleichzeitig ausgeführt werden. Die vom NV-Zentrum ggf. abgestrahlte Fluoreszenzstrahlung weist typischerweise eine lineare Polarisation mit einer Polarisationsrichtung senkrecht zur NV-Zentrumsachse auf. Optional ist die Mikrowellenstrahlung zur Manipulation des Elektronenspins der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums linear polarisiert, wobei auch hier die Polarisationsrichtung optional senkrecht zur NV-Zentrumsachse steht. Wie zuvor kann auch hier eine Manipulation mit zirkularpolarisierten elektromagnetischen Wellen (Mikrowelle) erfolgen, deren Pointing-Vektor parallel zur NV-Zentrumsachse liegt. In dem Fall kann die Anregung von m=-1 nach m=0 von der Anregung von m=0 nach m=+1 unterschieden werden. Dies kann über eine Cross-Bar-Struktur über dem betreffenden NV-Zentrum mit geeignet phasenverschobenen modulierten Strömen erreicht werden.

[0346] Eine Manipulation eines Paar aus NV-Zentrum und einem nuklearen Spin kann bei geeigneter Lage und Orientierung des nuklearen Spins relativ zum NV-Zentrum mit zirkularpolarisierten elektromagnetischen Wellen (Radiowelle) erfolgen, deren Pointing-Vektor parallel zur NV-Zentrumsachse liegt. In dem Fall kann die Anregung von m=-1 nach m=0 von der Anregung von m=0 nach m=+1 unterschieden werden. Dies kann über eine Cross-Bar-Struktur über dem betreffenden NV-Zentrum mit geeignet phasenverschobenen modulierten Strömen erreicht werden. Kerne mit Spin I=1/2 oder I=-1/2 kann die Manipulation mit linearpolarisierten elektromagnetischen Wellen erfolgen. Bei zirkularpolarisieren elektromagnetischen Wellen reagiert der Kerne mit Spin I=1/2 oder I=-1/2 nur auf den entsprechenden linear polarisierten Anteil.

[0347] Eine verbesserte Ein- und Auskopplung des Lichtes kann beispielsweise durch µ Linsen oder Pillars erfolgen. Optional weist der Quantencomputer zwischen der Oberfläche des Diamantkristalls und der Lichtquelle für die Erzeugung der Pumpstrahlung, also beispielsweise zwischen der Oberfläche des Diamantkristalls und dem Laser zur Erzeugung des Laserpulses optische Funktionselemente, wie Linsen, Spiegel, Blenden, photonische Kristalle, optische Funktionselemente der diffraktiven und/oder digitalen Optik, Bragg-Filter, Filter, Lichtwellenleiter, Wellenkoppler, Zirkulatoren, Richtkoppler, Anpassschichten etc. auf, die die Einkopplung und/oder Auskopplung verbessern.

[0348] Die Resonanzlinenbreite des Zustandes des jeweiligen NV-Zentrums wird durch die eingestrahlte Leistung beeinflusst. Um eine optimale Linienbreite zu erreichen, sollte die Leistung 10 µWatt erfahrungsgemäß nicht überschreiten. Eine Laser Pulsdauer von 3-10 µs hat sich bei der Ausarbeitung der technischen Lehrer in experimentellen Versuchen als in dem verwenden beispielhaften Aufbau optimal für die Initialisierung der NV-Zentren erwiesen.

[0349] Die Initialisierung der als nukleare Quantenbits des Quantencomputers verwendeten nuklearen Spins der betreffenden Atomkerne kann der Quantencomputer auf sehr unterschiedliche Arten vornehmen. Gemäß der technischen Lehre des hier vorgelegten Dokuments erscheinen derzeit folgende beispielhaften Methoden am erfolgversprechendsten:

a) SWOP des Quantenzustands des NV-Zentrums mit dem Quantenzustand des nuklearen Spins eines nuklearen Quantenbits unter Hartmann-Hahn Bedingungen (Erklärung folgt),

b) CROT auf den Quantenzustand des NV-Zentrums des Quantenbits, CROT auf das den Quantenzustand des nuklearen Kerns des Atomkerns des nuklearen Quantenbits und Laserpulse zur Re-Initialisierung des Quantenzustand der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums (Einseitiger SWOP)

c) Quantenbit-Flips im ESLAC (excited-state level anti-crossing) und GSLAC (ground-state level anticrossing) (Hyperpolarisation) (Erklärung folgt).

[0350] Beim ersten Verfahren a) überträgt bei einem SWOP des Quantenzustands des NV-Zentrums mit dem Quantenzustand des nuklearen Spins eines nuklearen Quantenbits unter Hartmann-Hahn Bedingungen der Quantencomputer unter einer Hartmann-Hahn (HH) Bedingung, die Information des Quantenzustands des NV-Zentrums auf den Quantenzustand des nuklearen Spins des betreffenden jeweiligen Atomkerns. Hierbei setzt der Quantencomputer das NV-Zentrum durch ein Clifford Gatter (Paul: Y) als (π/2)-Puls und anschießenden Clifford Gatter (Paul: X). Dies führt dazu, dass die Ausrichtung des Spins des Elektrons des NV-Zentrums mit einer Rabi-Frequenz (Spinlock) rotiert. Die Rabi-Frequenz wird durch Einstellung des Magnetfelds so eingestellt, dass die Rabi-Frequenz in Resonanz mit der Lamor-Frequenz des nuklearen Spins des Atomkerns liegt, so dass ein definierter Spin-Spin-SWAP (Spin-Austausch) stattfinden kann. Der Übergang des Spin-Spin-Swaps ist dabei wieder durch eine Zeitkonstante als Kopplungskonstante gekennzeichnet. Damit wird ein teilweiser Spin-Spin-Swap steuerbar. (z.B. 50% Spin-Austausch).

[0351] Dieses Verfahren kann besonders wirksam sein für die Kopplung zwischen NV-Zentren und schwach an diese gekoppelte nukleare Spins.

[0352] Das hier vorgelegte Dokument schlägt also optional einen Quantencomputer vor, der NV-Zentren als Quantenbits umfasst und stark an NV-Zentren von Quantenbits gekoppelte stark gekoppelte nukleare Spins als stark gekoppelte nukleare Quantenbits umfasst und schwach an NV-Zentren von Quantenbits gekoppelte schwach gekoppelte nukleare Spins als schwach gekoppelte nukleare Quantenbits umfasst, wobei der Quantencomputer dazu eingerichtet ist, ein NV-Zentrum eines Quantenbits mit einem schwach gekoppelten nuklearen Spins als schwach gekoppelten nuklearen Quantenbit dadurch zu koppeln, dass er mittels eines Clifford Gatter (Paul: Y) als (π/2)-Puls und durch Einstellung des Magnetfelds und/oder durch Einstellung der Amplitude der Mikrowellenstrahlung des Y- Clifford Gatters die Rabi-Frequenz des Elektronenspins mit der Lamor-Frequenz des nuklearen Spins im Wesentlichen in Übereinstimmung bringt, wobei im Wesentlichen bedeutet, dass dies einen Spin-Spin-Austausch ermöglicht. Das hier vorgelegte Dokument schlägt vor, in der jeweiligen Konstruktion des jeweiligen Quantencomputers im Rahmen einer Nacharbeit die notwendige Präzision jeweils zu bestimmen.

[0353] Anschließend re-initialisiert der Quantencomputer das NV-Zentrum durch einen Laserpuls der Pumpstrahlung der Lichtquelle (Laser). Dieses Verfahren ist für schwach an das NV-Zentrum gekoppelte nukleare Spins schwach gekoppelter Atomkerne geeignet.

[0354] Das zweite Verfahren b) dient zum Initialisieren stark an das NV-Zentrum gekoppelter nuklearer Spins von Atomkernen nuklearer Quantenbits: Der Quantencomputer führt ein CNOT auf das NV-Zentrum in Abhängig vom Quantenzustand des stark gekoppelten nuklearen Spins des stark gekoppelten Atomkerns des nuklearen Quantenbits durch. Sollte sich der Quantenzustand des stark gekoppelten nuklearen Spins des stark gekoppelten Atomkerns des nuklearen Quantenbits im falschen Quantenzustand befinden, findet der Übergang statt. Sollte sich der Quantenzustand des stark gekoppelten nuklearen Spins des stark gekoppelten Atomkerns des nuklearen Quantenbits nicht im falschen Quantenzustand befinden, findet der Übergang nicht statt. Sollte sich der Quantenzustand des stark gekoppelten nuklearen Spins des stark gekoppelten Atomkerns des nuklearen Quantenbits im falschen Quantenzustand befinden, kann das CNOT auf den nuklearen Spin des stark gekoppelten Atomkerns des nuklearen Quantenbits stattfinden und der Quantencomputer dreht den stak gekoppelten nuklearen Spin des stark gekoppelten Atomkerns des nuklearen Quantenbits mittels Manipulation durch das NV-Zentrum des Quantenbits. Anschließend initialisiert der Quantencomputer das NV-Zentrum durch einen Laserpuls.

[0355] Im dritten Verfahren c) führt der Quantencomputer werden Spinflips im "exciting state anti level crossing" (ESLAC) durch. Der Quantencomputer stellt eine magnetische Flussdichte ein, bei der sich im angeregten Zustand des NV-zentrums die Quantenzustände mit m=0 und mit m=-1 energetisch entartet sind. Die nuklearen Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits heben diese Entartung jedoch auf und es können dann Spin-Spin Flips zwischen den nuklearen Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits des Quantencomputers und dem Spin der jeweiligen Elektronenkonfiguration des jeweiligen NV-Zentrums stattfinden. Diese Spin-Flips führen zu einer Polarisation der nuklearen Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits, die mit diesem NV-Zentrum koppeln. In Abhängigkeit vom Magnetfeld kann diese Polarisation dabei positiv (spin-up) oder negativ (spin-down) sein. Leider gelingt diese Art der Initialisierung derzeit nur bei stark gekoppelten Kernen.

[0356] Um die Polarisation zu erreichen, muss der Quantencomputer die magnetische Flussdichte des Magnetfelds optimal zu Achse des jeweiligen NV-Zentrums (z-Achse) ausrichten. Hierzu stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Die einfachste ist, dass der Quantencomputer die Lichtintensität des NV-Zentrums unter Änderung der Ausrichtung des Flussdichte des Magnetfelds maximiert, wobei der Quantencomputer den Betrag der Flussdichte konstant hält. Optional ermittelt der Quantencomputer die Ausrichtung der magnetischen Flussdichte mittels der Resonanzline des NV-Übergangs beispielsweise vom Quantenzustand m=0 zu m=1 der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums. Dies kann der Quantencomputer mit Ramsey-Sequenzen erreichen.

Auslesen

[0357] Im folgenden wird ein Vorgang zum Auslesen der Quantenbits gemäß einer optionalen Ausführungsform vorgeschlagen:
Der Quantencomputer liest die Quantenzustände eines NV-Zentrums und der diesem NV-Zentrum zugeordneten nuklearen Spins mittels des NV-Zentrums durch. Dabei unterscheidet der Quantencomputer, ob sich das NV-Zentrum in m=0 oder m=+-1 Quantenzustand befindet.

[0358] Befindet sich das NV-Zentrum im m=-1 oder m=+1 Quantenzustand kann der Quantencomputer mittels eines Laserpuls der Lichtquelle als Pumpstrahlungsquelle mit Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp das NV-Zentrum anregen. Der angeregte Zustand des NV-Zentrums kann nun jedoch über zwei Wege zerfallen: In 70% der Fälle und mit einer Lebensdauer von ca. 10ns erfolgt die Abregung des angeregten Zustands des NV-Zentrums in dem m-1 Grundzustand durch Aussendung eines Photons. In diesem Fall regt der Laser als Lichtquelle als Pumpstrahlungsquelle mit Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp den Quantenzustand des NV-Zentrums sofort wieder an. Mit einer Wahrscheinlichkeit von 30% führt dann das NV-Zentrum einen verbotenen Interbandübergang vom Triplett S=1 zum Singulett S=0 Zustand durch. Dieser Quantenzustand ist metastabil und mit einer Lebensdauer von ca. 100-300ns um eine Größenordnung länger stabil als der direkte Zerfall in den Grundzustand. Nach dieser Zeit zerfällt der Quantenzustand des NV-Zentrums zurück in den Triplett-Zustand (m=0). Dieser Übergang des Quantenzustands des NV-Zentrums findet strahlungslos statt.

[0359] Für dem m=0 Zustand ist dieser Übergang zum Singulett unterdrückt, das NV-Zentrum fällt unter Aussendung eines Photon mit der Wellenlänge 636-700 nm zurück in dem Grundzustand bei m=0 und wird durch den Laser fortwährend wieder angeregt.

[0360] Da der metastabile Zustand um ca. eine Größenordnung zeitlich länger stabil ist als der strahlende Übergang, kann zwischen m=0 und m=-1,+1 ,aufgrund der unterschiedlichen Anzahl an Photonen pro Laserpuls, unterschieden werden. Der durch den Quantencomputer beobachtbare Kontrast ergibt sich aus dem Verhältnis der beiden verschiedenen Lebensdauern und entspricht einem Faktor 10-30 für die ersten 300-500 ns. Pro Laserpuls kann der Quantencomputer ca. 0.8 Photonen -unter idealen Bedingungen- für den Quantenzustand m=0 des NV-Zentrums bestimmen. Die Anzahl der Photonen für m=-1 oder m=+1 beträgt unter diesen Bedingungen < 0.1 Photonen pro Laserpuls. Der Quantencomputer führt daher optional jede Messung eines Quantenzustands eines NV-Zentrums ca. 1000-5000mal wiederholt durch, um die notwendige Anzahl an Ergebnissen für eine sichere statistische Auswertung und für eine sichere Ermittlung eines Quantenzustands zu erreichen. Die optimale Laserleistung bei der Abstrahlung der Laserpulse durch die Lichtquelle (Pumpstrahlungsquelle) ermittelt der Quantencomputer in einer Initialisierungsphase optional durch Ermittlung einer Sättigungskurve und Extraktion dieser optimalen Laserleistung.

[0361] Es gibt verscheidende Möglichkeiten den Kontrast zu erhöhen. Eine erste Methode basiert auf der Möglichkeit den nuklearen Spin des ¹⁴N-Stickstoff-Atomkerns des NV-Zentrums zu nutzen (Dieser steht dann nicht mehr als Qubit zur Verfügung). Im ESLAC findet ein Flip zwischen dem nuklearen Spin des ¹⁴N-Stickstoff-Atomkerns des NV-Zentrums und dem Elektronenspin der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums statt. Dieser Flip führt zu einer Umwandlung des Quantenzustands der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums vom Quantenzustand mit m=-1 zum Quantenzustand mit m=0 oder vom Quantenzustand mit m=0 zum Quantenzustand mit m=+1. Ist der nukleare Spin des ¹⁴N-Stickstoff-Atoms des NV-Zentrums im I=-1 Zustand werden somit 2 Flips benötigt um den nuklearen Spin des ¹⁴N-Stickstoff-Atoms des NV-Zentrums in den stabilen I=+1 zu überführen. Bindet man das ¹⁴N als Ancilla Qubit ein, so vergrößert diese Einbindung die Dunkelphase des NV-Zentrums um einen Faktor 3 und erhöht damit den Kontrast zwischen den Quantenzuständen der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums mit m=0 gegenüber m=-1 ebenfalls um das Dreifache pro Laserpuls.

[0362] Das Auslesen der Quantenzustände der nuklearen Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits führt der Quantencomputer im zweiten Schritt über ein vorgeschaltetes primitives CROT Gatter für das NV-Zentrum abhängig von den jeweiligen Kernzuständen s.u.

[0363] Der Quantencomputer führt optional eine Quantencomputerberechnung mehrfach zur Fehlerkorrektur durch. Hierbei sollte der Quantencomputer die CROT alternierend in stochastisch oder zumindest jeweils bei jeder neuen Quantencomputerberechnung neu festgelegten Reihenfolge ausführen, um die Fidelity zu erhöhen. Alle Quantenzustände stark gekoppelter Spins von Atomkernen starkgekoppelter nuklearer Quantenbits überprüft der Quantencomputer optional mittels einer entsprechende CROT-Operation des NV-Zentrums . Optional steuert der Quantencomputer mehrere Frequenzen gleichzeitig an. Die entsprechenden Signale können durch Fourier-Transformation mehrerer Signale vom Zeitbereich in den Frequenzbereich, anschließender Summierung im Frequenzbereich zu eine, Summensignal und Rücktransformation in den Zeitbereich berechnet und dann entsprechend am Ort des NV-Zentrums erzeugt werden. Der Quantencomputer benötigt somit für das Auslesen der nuklearen Quantenzustände von 3 nuklearen Spins von 3 Atomkernen dreier nuklearer Quantenbits 2³=8 CROT-Gatter um Kombinationen von Quantenzuständen zu überprüfen. Befinden sich die Kerne in einem dieser 2³ Kombinationen von Quantenzuständen dieser drei Quantenbits, so erfolgt der NV-Übergang des NV-Zentrums und kann als solcher detektiert werden.

Gatter für NV-Kern Systeme mit stark gekoppelten Kernen:

[0364] Systeme mit stark an die Elektronenkonfiguration eines NV-Zentrums gekoppelten nuklearen Spins von Atomkernen der nuklearen Quantenbits des Quantencomputers sind die Gatter Operationen der gekoppelten nuklearen Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits immer abhängig von dem Quantenzustand des Elektronenspins der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums und umgekehrt. Dagegen sind die Operationen der stark gekoppelten nuklearen Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits nicht zwingend abhängig von dem Zustand anderer stark gekoppelter nuklearer Spins der Atomkerne der nuklearen Quantenbits.

[0365] Die sich hieraus ergebene primitive Gatter sind daher immer konditionelle Rotationen:

a) CROT_K der Kerne in Abhängigkeit vom NV.

b) CROT_NV des NV-Zentrum abhängig von allen Quantenzuständen aller stark gekoppelter nuklearer Spins der Atomkerne stark gekoppelter nuklearer Quantenbits.

[0366] Definiert die Achse des NV-zentrums (NV-Achse) die z-Achse, können die Rotationen über die x-Achse und y-Achse erfolgen. Eine Rotation in y zeichnet sich durch eine Phasenverschiebung um 90° gegenüber x Rotationen aus. Die Phasenlage wird, wie oben beschrieben, durch die ersten Gatter definiert (Die Lage des Koordinatensystem ist symmetrisch um die z-Achse und damit beliebig.)

[0367] Eine Rotation über die z-Achse wird durch eine Kombination von 3 Rotationen erreicht CROT_{_Z}(θ) = CROT_{_Y}(-π/2) CROT_{_X}(θ) CROT_{_Y}(π/2) wie bereits oben beschrieben.

[0368] Mit den beiden primitiven Gattern kann der Quantencomputer nun alle universellen Gatter erzeugen:
Dies soll an den folgenden Beispielen dargestellt werden:
Annahme: Magnetfeld B in z-Richtung mit B=51 mT (ESLAC). Es sollen sich zwei ¹³C-Atomkerne auf dem 3. Gitterplatz (13.8 MHz) und 5. Gitterplatz (4.2 MHz) relativ zum NV-Zentrum befinden. Außerdem kann die Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums mit einem ¹⁴N- Stickstoffkern Kern des NV-zentrums koppeln.

[0369] Der Quantencomputer verwendet den Spinzustand der Elektronenkonfiguration der NV-Zentrums für m=0 und m=-1. Der Quantencomputer verwendet die nuklearen Quantenzustände des ¹⁴N-Stickstoffatoms des NV-Zentrums mit nuklearen Quantenzuständen I=0 und I=+1 als nukleares Quantenbit. Der Quantencomputer verwendet die nuklearen Quantenzustände des ¹³C-Isotops im Umfeld des NV-Zentrums mit nuklearen Quantenzuständen I=-1/2 und +1/2 als weitere nukleare Quantenbits. Der Quantencomputer führt die Initialisierung des Spinzustands der Elektronenkonfiguration der NV-Zentrums und der nuklearen Quantenzustände der nuklearen Spins der nuklearen Quantenbits durch den Laserpuls der Pumpstrahlungsquelle LD mit Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp aus.

[0370] Es ergeben sich somit folgende Gatteroperationen durch Rotation um einen Winkel θ in der Bloch Kugel. θ ist durch die Amplitude und der Länge des RF- bzw. MW-Feldes (und damit der Rabi-Frequenz) definiert. Die Leiterbahnen- und Polarisationsrichtung sowie das Magnetfeld seien optimal eingerichtet. Im ESLAC sind das ¹⁴N-Stickstoff-Atom als nukleares Quantenbit auf I=+1 und die ¹³C-Kohlenstoffisotope als nukleare Quantenbits auf I=+1/2 polarisiert.

[0371] Typische Periodendauern der Rabi-Oszillation für 200mV Eingang und 40dB Verstärkung sind wie folgt:

NV	300ns
13C_1 mit 13.8 MHz	13us
13C_2 mit 4,2 MHz	70us
14N bei 2.94MHz	40us

[0372] Aus diesen Werte und den oben genannten Grundlagen ergeben sich nun folgende primitive Gatter:
Für die nuklearen Quantenbits für das zugeordnete NV-Zentrum im m=-1 Quantenzustand ergeben sich folgen RF Puls Frequenzen:

13C_1	CROT mit 13.3 MHz (π=7us)
13C_2	CROT mit 4.7 MHz (π=35us)
14N	CROT mit 2.94 MHz (π=20us)

[0373] Für die nuklearen Quantenbits für das zugeordnete NV-Zentrum im m=0 Quantenzustand ergeben sich folgen RF Puls Frequenzen:

14N:	CROT mit 5.1 MHz (π=20us).
13C:	Zustand kann nicht verändert werden.

[0374] Für das NV-Zentrum sind 8 Resonanzenergien entsprechend der Kombination für die Spinzustände der gekoppelten nuklearen Spins der nuklearen Quantenbits zu berücksichtigen. Die sich hieraus ergebenen Frequenzen für den MW-Puls sind notwendig um den Quantenzustand der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums von m=0 nach m=-1 zu treiben. Dabei sind die Rabi-Frequenz unabhängig von dem Kernzuständen und die Pulslängen für alle Kern-Spinzustände der gekoppelten nuklearen Quantenbits identisch. Die hier angegebene Zustände entsprechenden Kernzuständen für ¹³C_{_1}, ¹³C_{_2}, ¹⁴N.

[0375] Die folgende Tabelle gibt beispielhafte CROT-Frequenzen (MHz) für verschiedene Kernspin Zustände an, wie sie bei der Ausarbeitung der technischen Lehre dieser Offenlegung ermittelt wurden:

000>	1400,0 MHz
001>	1397,06 MHz
010>	1404,7 MHz
011>	1401,76 MHz
100>	1413,2 MHz
101>	1410,26 MHz
110>.	1417,9 MHz
111 >.	1414,96 MHz

[0376] Da die Linienbreite der Resonanz des Elektronenspins der Elektronenkonfiguration des NV-Zentrums mit ca. 0.5 MHz kleiner ist als der frequenzmäßige Abstand der Resonanzen, können alle Übergänge ohne Crossover durchgeführt werden. Nutzt man sehr große Amplituden also kurze Pulse, führt dies dagegen zu einer starken Verbreiterung der Resonanzline (um bis zu 6 MHz).

[0377] Mit diesem Pulsen können bei einer Frequenz von 1402 MHz somit die Übergänge 000> 001> 010> und 011> gleichzeitig verändert werden. Ebenfalls können die Resonanzlinien für 100>,101>110 und 111> mit einem Puls der Frequenz 1414 MHz dieser Breite getrieben werden. Durch optimale Pulskontrolle kann ein Übersprechen verringert werden.

[0378] Die universale Gatter lassen sich nun als Kombination der primitive Gatter darstellen:

Für das Quantenbit des NV-Zentrums (Single Gate):

[0379] 

iX (θ) (bzw. iX)	wird durch die Summe aller CROT() bzw. durch zwei
starke -Pulse mit	beispielsweise 1402 und1414 MHz gebildet. Die Länge
definiert dabei den	Drehwinkel bei gleicher Amplitude.
iY (θ) (bzw. iY)	wie X nur die Pulse versetzt mit einer 90° Phase.
iZ (θ)	gegeben durch Y(-π/2) X(θ) Y(π/2)
H	(Hadamard) ist geben durch Y(π/2) Z(π)
S	(Phasendrehung um π/4) ist gegeben durch Z(π/4)

2 Qubit Gate:

[0380] 

CiNOT(NV, Kern) Qubits	Die Teilsumme der jeweilige Drehungen des nicht abhängigen (4x CROT um die gleiche Achse mit der passenden Frequenz)
CCiNOT(NV, Kern) (2xCROT)	Die jeweilige Teilsumme der nicht abhängigen Qubits
CCCiNOT(NV, Kern):	ein CROT für 000>
CNOT(NV, Kern):	Z(π/2) CiNOT(NV, Kern)

Für die Kern Qubits ergeben sich folgende Gatter

Single Gate:

[0381] 

iX :	CROT für m=-1 des NV-Zentrums

Falls m nicht bekannt ist:

[0382] 

iX:	CROT,X_NV, CROT, X_NV für m=-1 des NV-Zentrums
iY:	X mit einer 90° Phasenverschiebung der Radiowelle für m=-1 des

NV-Zentrums

[0383] 

iZ (θ)	gegeben durch Y(-π/2) X(θ) Y(π/2) für m=-1 des NV-Zentrums
H	(Hadamard) ist geben durch Y(π/2) Z(π) für m=-1 des NV-Zentrums
S	(Phasendrehung um π/4) ist gegeben durch Z(π/4) für m=-1 des NV-Zentrums

2 Qubit:

[0384] 

CiNOT(Kern, NV) Zentrums.	ist ein primitiv Gatter CROT (180°) für m=-1 des NV-Für m=0 wird das Gatter nicht ausgeführt.
CiNOT(Kern_1, Kern_2) einen	erfolgt immer über das NV-Zentrum. Es handelt sich um Hadamard auf den nuklearen Spin des Kern_1, CROT auf das NV-Zentrum 2Pi, Hadamard auf Kern_1
CiNOT (Kern_1,Kern_2). CiNOT(Kern1, NV)	CiNOT(Kern_1, NV), CiNOT(NV,Kern_2), für m=-1

Oder falls der Zustand des NVs nicht bekannt ist:

[0385] 

CiNOT(Kern_1,Kern_2).	CiNOT(Kern_1,NV), CiNOT(NV_Kern_2)
CiNOT(Kern_1, NV), iX_NV, CiNOT(NV,Kern_2) CiNOT(Kern_ 1,NV), iX_NV	CiNOT(Kern_1,NV),
SWAP(NV,Kern)	CiNOT(Kern,NV) CiNOT_Y(NV,Kern)Z((π/2)
CiNOT(Kern,NV)

[0386] Damit sind alle universellen Gatter für eine Quantencomputer gemäß einer optionalen Ausführungsform definiert.

[0387] Der hier vorgestellte Quantencomputer kann optional durch unterschiedliche Ansteuerung von schwach und stark an die NV-Zentren gekoppelten nuklearen Spins von Atomkernen nuklearer Quantenbits eine höhere Anzahl von Quantenbits bei verbesserter Fidelity realisieren.

[0388] Die oben genannten und im Folgenden erläuterten Merkmale und Ausführungsformen sind dabei nicht nur in den jeweils explizit genannten Kombinationen als offenbart anzusehen, sondern sind auch in anderen technisch sinnhaften Kombinationen und Ausführungsformen vom Offenbarungsgehalt umfasst. Insbesondere können die einzelnen Merkmale und Ausgestaltungen zusammenwirken, um eine Verlegbarkeit und/oder Mobilität des Quantencomputersystem herzustellen und/oder zu verbessern. Optional können alle offenbarten Merkmale und/oder Ausgestaltungen in einem Quantencomputersystem realisiert werden.

[0389] Weitere Einzelheiten und Vorteile sollen nun anhand der folgenden Beispiele und optionalen Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden.

[0390] Es zeigen:

Figur. 1

eine schematische Darstellung eines Quantencomputersystems gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 2

eine schematische Darstellung eines Quantencomputers gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 3

eine schematische Darstellung eines Quantencomputersystems gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform;

Figur 4:

eine schematische Darstellung eines Quantencomputersystems gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform mit mehreren Quantencomputern;

Figur 5:

ein als Flugzeug ausgebildetes Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 6a:

ein als Flugzeug ausgebildetes Fahrzeug gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform;

Figur 6b:

eine als Container ausgebildete mobile Vorrichtung gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 6c:

ein als Schiff ausgebildetes Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 6d:

eine als Fabrik ausgebildete Vorrichtung gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 7:

ein als Uboot ausgebildetes Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 8:

ein als Personenkraftwagen ausgebildetes Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 9:

ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 10:

eine schematische Darstellung eines Quantencomputersystems gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform;

Figur 11:

eine schematische Darstellung eines Quantencomputersystems gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform;

Figur 12:

ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 13:

einen beispielhaften Aufbau eines Verstärkers V gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 14:

ein Kleidungsstück gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 15:

ein als Satellit ausgebildetes Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 16:

eine als Smartphone ausgebildete mobile Vorrichtung gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 17:

eine schematische Darstellung eines Quantencomputersystems gemäß einer weiteren optionalen Ausführungsform;

Figuren 18A bis 18G:

schematische Darstellungen von Quantencomputersystemen gemäß weiterer optionaler Ausführungsformen;

Figur 19A bis 19G:

Verfahren gemäß optionalen Ausführungsformen;

Figur 20:

Aufbauschema eines Software-Stacks gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 21:

einen Drohnenschwarm gemäß einer optionalen Ausführungsform;

Figur 22:

ein Quantencomputersystem mit einer kardanischen Aufhängung.

[0391] In den folgenden Figuren werden gleiche oder ähnliche Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

[0392] Mit Verweis auf Figur 1 wird im Folgenden ein Quantencomputersystem gemäß einer optionalen Ausführungsform erläutert. Dabei werden im Detail auch manche Teilvorrichtungen des Quantencomputersystems erläutert.

[0393] Diese erläuterte Ausführungsform des Quantencomputersystems kann auf einem Quantencomputersystem basieren, wie in der DE 10 2020 101 784 B3 beschrieben. Die einzelnen Komponenten können dabei das Quantencomputersystem oder den Quantencomputer an sich betreffen. Dabei sollen Quantencomputersysteme, in denen die einzelnen Merkmale den Quantencomputer an sich betreffen, und solchen in denen die einzelnen Merkmale das Quantencomputersystem separat vom Quantencomputer betreffen, gleichermaßen als offenbart angesehen werden. Somit ist die für ein Quantencomputersystem betreffende Offenbarung gleichermaßen für einen Quantencomputer offenbart und umgekehrt.

[0394] Die gezeigte optionale Ausführungsform beschreibt einen Quantencomputer mit optischer Auslesung. Alternativ oder ergänzend dazu beschreibt die hier vorgelegte Schrift einen Quantencomputer mit elektrischer Auslesung. Die Basis des hier vorgestellten Quantencomputers sind Quantenpunkte. Optional umfassen die Quantenpunkte paramagnetische Zentren in einem Substrat. Optional umfasst das Substrat Diamant. Optional umfassen die paramagnetischen Zentren NV-Zentren und/oder SiV.-Zentren und/oder TR1-Zentren und/oder TR12-Zentren. Der hier vorgestellte Quantencomputer weist dabei optional eine optische Vorrichtung auf. Die optische Vorrichtung dient optional zum Ersten optional der Bestrahlung von Quantenpunkten und damit der paramagnetischen Zentren mit Pumpstrahlung. Zum Zweiten dient die optische Vorrichtung optional der Extraktion von Fluoreszenzstrahlung der Quantenpunkte. Optional dient somit die optische Vorrichtung der Extraktion von Fluoreszenzstrahlung paramagnetischer Zentren. Optional dient somit die optische Vorrichtung der Extraktion von Fluoreszenzstrahlung von NV-Zentren. Ein optisches Funktionselement der Vorrichtung ist somit optional ein paramagnetisches Zentrum in einem Kristall, insbesondere ein NV-Zentrum in einem Diamantkristall und/oder ein SiV-Zentrum in einem Diamantkristall und/oder ein G-Zentrum in einem Siliziumkristall oder ein paramagnetisches Zentrum in einem Mischkristall aus Elementen der IV. Hauptgruppe des Periodensystems. In diesem Zusammenhang verweist die hier vorgelegte Schrift auf das deutsche Patent DE 10 2020 101 784 B3, dessen technische Lehre vollumfänglicher Teil dieser Offenbarung, soweit dies entsprechend dem Recht des Staates, in dem eine Nationalisierung einer internationalen Anmeldung des Inhalts der hier vorgelegten Schrift erfolgt, dies zulässt.

[0395] Optional umfasst ein solcher Quantencomputer eine oder mehrere mikrointegrierte Schaltungen zur Erzeugung der Radiofrequenzsignale, der Mikrowellensignale, der Gleichspannungen und Ansteuerströme und der Ansteuerung der Lichtquelle (LED), die als Pumpstrahlungsquelle zum Zurücksetzen der Quantenpunkte der Quantenbits des verlegbaren Quantencomputers dient.

[0396] Alle diese Komponenten des verlegbaren Quantencomputers inklusive der besagten mikrointegrierten Schaltungen sind optional auf dem Schaltungsträger untergebracht, der dadurch besonders kompakt gestaltetsein kann.

[0397] Die gezeigte Ausführungsform zeigt ein verlegbares Quantencomputersystem bzw. einen verlegbaren Quantencomputer QC, optional in einer mobilen Vorrichtung vor. Wie die hier vorgelegte Schrift den Begriff "mobile Vorrichtung" auffasst, ist oben beschrieben. Kern des Quantencomputers QC bildet ein Substrat D. Das Substrat D weist optional einen oder mehrere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 auf. Deren Natur wird im Folgenden noch näher erläutert. Die hier vorgelegte Schrift bezieht sich in diesem Zusammenhang aber ausdrücklich auch auf die Schrift DE 10 2020 007 977 B4, deren Inhalt voll umfänglicher Teil des Offenbarungsgehalts der hier vorgelegten Schrift ist, soweit im Falle einer späteren Nationalisierung einer späteren internationalen Anmeldung das Rechtssystem des Staats, in dem die Nationalisierung erfolgt, dies zulässt.

[0398] Das Weiteren umfasst der hier vorgestellte verlegbare Quantencomputer QC optional eine Lichtquelle LD und einen zugehörigen Lichtquellentreiber LDRV. Um den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 beeinflussen zu können, weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC optional eine oder mehrere Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 auf. Optional umfasst der verlegbare Quantencomputer QC eine Steuervorrichtung µC. Die Steuervorrichtung µC steuert optional den Lichtquellentreiber LDRV und damit die Emission von Pumpstrahlung LB mit der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Die Steuervorrichtung µC steuert optional auch die eine oder mehrere Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Die Steuervorrichtung µC weist optional einen Speicher oder mehrere Speicher RAM, NVM. der Steuervorrichtung µC für Programmbefehle und Daten auf. Der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC umfasst optional einen Wellenformgenerator WFG zur Steuerung des Lichtquellentreibers LDRV mittels eines Sendesignals S5. Die Steuervorrichtung µC steuert optional auch den Wellenformgenerator WFG. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC umfasst optional auch ein optisches System OS zur Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Substrat D mit der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD. Des Weiteren umfasst der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC optional eine optische und/oder elektronische Quantenzustandsauslesevorrichtung zum Auslesen der aktuellen Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Im Fall einer optischen Quantenzustandsauslesevorrichtung umfasst die Quantenzustandsauslesevorrichtung optional einen Fotodetektor PD und einen Verstärker V. Im Fall einer elektrischen Quantenzustandsauslesevorrichtung umfasst die Quantenzustandsauslesevorrichtung optional Kontakte zur Kontaktierung des Substrats D und eine Spannungsquelle zur Erzeugung einer Extraktionsspannung zwischen solchen Kontakten des Substrats D und einen Verstärker V zu Verstärkung des so extrahierten Fotostromes der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Der Verstärker V kann einen Transimpedanzverstärker als internen Verstärker IVV umfassen. In dem Fall umfasst Quantenzustandsauslesevorrichtung eine Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 befinden sich optional in dem Substrat D. Optional ist das Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 dotiert. Optional verschiebt diese Dotierung das Fermi-Niveau im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in der Art, dass die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 elektrisch geladen sind. Optional ist das Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 n-dotiert. Optional verschiebt diese n-Dotierung das Fermi-Niveau im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in der Art, dass die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 negativ elektrisch geladen sind. Typischerweise erzeugt der Wellenformgenerator WFG ein Lichtquellensteuersignal S5 typischerweise in Abhängigkeit von Einstellungen der Steuervorrichtung µC. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt optional die Lichtquelle LD in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal S5 und ggf. typischerweise in Abhängigkeit von Einstellungen der Steuervorrichtung µC mit elektrischer Energie. Die Steuervorrichtung µC steuert typischerweise den Wellenformgenerator WFG. Die Lichtquelle LD bestrahlt zumindest zeitweise mittels des optischen Systems OS den Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Der eine Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzstrahlungswellenlänge λ_fl in Folge der Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Im Falle des optischen Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 erfasst der Fotodetektor PD mittels des optischen Systems OS zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL. Der Fotodetektor PD wandelt in diesem Fall zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL in ein Empfängerausgangssignal S0 um. Ein nachfolgender Verstärker V verstärkt und filtert ggf. das Empfängerausgangssignal S0 zu einem Empfangssignal S1. Im Fall der elektronische Auslesung der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 erzeugt die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 das Empfangssignal S1. Die Steuereinrichtung µC steuert die eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Die Steuereinrichtung µC kann durch die Steuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder durch die Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ändern. Die Steuereinrichtung µC kann durch die Steuerung der einen oder der mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder durch die Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 miteinander verkoppeln. Die Steuervorrichtung µC verfügt hierzu typischerweise über Mittel, um aus einem oder mehreren Empfangssignalen S1 ein Messwertsignal S4 mit einem oder mehreren Messwerten zu erzeugen. Dabei hängt das Messwertsignal S4 von Quantenzuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ab. Das Besondere (?) am Quantencomputers QC ist, dass der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung im Gegensatz zum Stand der Technik eine verlegbare Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) zur Versorgung zumindest eines Teils der Teilvorrichtungen des Quantencomputers QC mit Energie aufweist. Die verlegbare Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) weist optional eine mobile Energieversorgung (LDV, TS, BENG) und eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG, insbesondere einen Spannungswandler oder einen Spannungsregler oder einen Stromregler, auf.

[0399] Optional weist eine weitere Ausprägung des verlegbaren Quantencomputers QC nicht nur Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 auf, sondern auch ein oder mehrere nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. In diesem Fall weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC optional auch eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auf. Typischerweise sind die eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ganz oder zumindest in Teilen identisch mit den einen oder den mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, die somit dann gleichzeitig auch eine oder die mehreren Vorrichtungen zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ sind Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ befinden sich optional in dem gemeinsamen Substrat D. Die Steuervorrichtung µC steuert die eine oder die mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes. Die Steuervorrichtung µC kann dann durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ändern. Die Steuervorrichtung µC kann dann durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit anderen Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 verkoppeln Die Steuervorrichtung µC kann dann durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ verkoppeln. Die Steuervorrichtung µC kann dann durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit anderen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ verkoppeln. Dabei hängt das Messwertsignal S4 von Quantenzuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder von Zuständen von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ab.

[0400] In einer weiteren Detailierung des verlegbaren Quantencomputers QC versorgt die mobile Energieversorgung (LDV, TS, BENG) die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit Energie, wobei wiederum die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG andere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC mit elektrischer Energie versorgt.

[0401] In einer weiter konkretisierten Variante umfasst die mobile Energieversorgung (LDV, TS, BENG) eine Ladevorrichtung LDV und eine Trennvorrichtung TS und eine Energiereserve BENG. Dies ermöglicht eine Verbesserung der EMV-Empfindlichkeit des verlegbaren Quantencomputers QC (EMV = elektromagnetische Verträglichkeit). Hierzu weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC optional einen ersten Betriebsmodus und einen zweiten Betriebsmodus auf. In dem ersten Betriebsmodus des verlegbaren Quantencomputers QC verbindet zum Ersten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV mit der Energiereserve BENG, sodass die Ladevorrichtung LDV in diesem ersten Betriebsmodus die Energiereserve BENG mit elektrischer Energie einer externen Energieversorgung PWR lädt. In dem ersten Betriebsmodus verbindet zum Erstendie Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV mit der Energieaufbereitungsvorrichtung SRG, und zum Zweiten versorgt die Ladevorrichtung LDV die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie der externen Energieversorgung PWR. In dem zweiten Betriebsmodus trennt optional zum Ersten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV von der Energiereserve BENG und zum Zweiten die Trennvorrichtung TS die Ladevorrichtung LDV von der Energieaufbereitungsvorrichtung SRG. In dem zweiten Betriebsmodus versorgt zum Dritten optional die Energiereserve BENG die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie.

[0402] In einer weiteren optionalen Ausprägung umfasst der verlegbarer Quantencomputer QC ein Gehäuse GH und eine Abschirmung AS. Optional befinden sich die Lichtquelle LD und der Lichtquellentreiber LDRV und das Substrat D und die Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes und die Steuervorrichtung µC und der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und das optische System OS und ggf. der Verstärker V und die Abschirmung AS innerhalb des Gehäuses GH. Dies schützt diese Vorrichtungsteile und ggf. die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ im Substrat D vor störenden EMV-Einflüssen. Typischerweise kann die Abschirmung AS Teil des Gehäuses GH oder das Gehäuse GH selbst sein. Optional befinden sich zumindest Teile der Vorrichtungsteile der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) des verlegbaren Quantencomputers QC oder solche Teile der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) des verlegbaren Quantencomputers QC, die für eine gewisse Zeit eine autonome Energieversorgung für einen autonomen Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC ermöglichen, innerhalb des gemeinsamen Gehäuses GH. Optional verfügen die Teile über eine eigene Abschirmung AS.

[0403] Eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und eine Energiereserve BENG der Energieversorgung (LDV, TS, BENG, SRG) des Quantencomputers QC befinden sich optional innerhalb der Abschirmung AS.

[0404] Damit der verlegbare Quantencomputer QC als mobiler Quantencomputer QC auch während der Verlegung betrieben werden kann, umfasst der verlegbare Quantencomputer QC optional Mittel zu seinem Betrieb, wobei der verlegbare Quantencomputer QC und alle Mitteln zum Betrieb dieses verlegbaren Quantencomputers QC Teil einer mobilen Vorrichtung sein können. Damit dies möglich ist, sind diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC gemäß der optionalen Ausführungsform ebenfalls verlegbar. Aus dem gleichen Grund sind diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC optional Teil des verlegbaren Quantencomputers QC. Sowohl der verlegbare Quantencomputer QC als auch diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC sind optional Teil der mobilen Vorrichtung. Dabei ist es typischerweise unerheblich, ob der Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC trotz des Vorhandenseins aller Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des verlegbaren Quantencomputers QC an Mittel und/oder Kommandos von außerhalb des verlegbaren Quantencomputers QC gekoppelt ist.

[0405] Wie oben bereits erwähnt, ist der verlegbare Quantencomputer QC optional Teil einer mobilen Vorrichtung, wobei die mobile Vorrichtung insbesondere ein Smartphone oder ein tragbares Quantencomputersystem oder ein Fahrzeug oder ein Roboter oder ein Flugzeug oder ein Flugkörper oder ein Satellit oder ein Raumflugkörper oder eine Raumstation oder ein Schwimmkörper oder ein Schiff oder ein Unterwasserfahrzeug oder ein Unterwasserschwimmkörper oder ein verlegbares Waffensystem oder eine andere mobile Vorrichtung sein kann.

[0406] In einer weiteren optionalen Ausprägung umfasst der verlegbare Quantencomputer QC optional eine Positioniervorrichtung XT, YT. Die Positioniervorrichtung XT, YT kann optional das Substrat D so gegenüber dem optischen System OS positionieren, dass das optische System OS im Zusammenwirken mit der einen oder den mehreren Vorrichtungen mWA, MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes zum Ersten in einer ersten Positionierung eine erste Menge von Quantenpunkten mit einer ersten Anzahl von Quantenpunkten und ggf. einer zweiten Anzahl von Kernquantenpunkten ansteuern kann, und zum Zweiten in einer zweiten Positionierung eine zweite Menge von Quantenpunkten mit einer dritten Anzahl von Quantenpunkten und ggf. einer vierten Anzahl von Kernquantenpunkten ansteuern kann. Die Steuervorrichtung µC steuert optional die Positioniervorrichtung XT, YT für das Substrat D in der Art, dass sie die erste Positionierung oder die zweite Positionierung oder weitere Positionierungen einnimmt. Auf diese Weise kann sich der verlegbare Quantencomputer QC stets so in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur im Betrieb und/oder in Betriebspausen umkonfigurieren, dass er stets ein Maximum an Quantenpunkten und Kernquantenpunkten nutzen kann.

[0407] In einer weiteren optionalen Ausgestaltung weist daher der verlegbare Quantencomputer QC einen Temperatursensor ST auf, der einen Temperaturmesswert für die Temperatur des Substrats D oder für die Temperatur einer damit thermisch verbundenen Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC ermittelt.

[0408] Somit ergibt sich eine optionale Version des verlegbaren Quantencomputers QC, wobei der verlegbare Quantencomputer QC dazu eingerichtet und vorgesehen ist, mit einer verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten auch bei Raumtemperatur des Substrats D oder einem Temperaturmesswert, der einem Wert größer als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Gleichzeitig ist der verlegbare Quantencomputer QC jedoch ebenfalls eingerichtet und vorgesehen, mit einer erhöhten, dritten Anzahl an Quantenpunkten bei einem Temperaturmesswert, der einem Wert kleiner als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Auf diese Weise kann sich der verlegbare Quantencomputer QC stets so in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur im Betrieb und/oder in Betriebspausen umkonfigurieren, dass er stets ein Maximum an Quantenpunkten und Kernquantenpunkten nutzen kann.

[0409] Die hier vorgelegte Schrift offenbart daher in einer optionalen Ausprägung einen verlegbaren Quantencomputer QC, der dazu eingerichtet und vorgesehen ist, mit einer verringerten zweiten Anzahl an Kernquantenpunkten auch bei Raumtemperatur des Substrats D oder einem Temperaturmesswert, der einem Wert größer als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Optional ist der verlegbare Quantencomputer QC gleichzeitig dazu eingerichtet und vorgesehen, mit einer erhöhten vierten Anzahl an Kernquantenpunkten bei einem Temperaturmesswert, der einem Wert kleiner als 0°C entspricht, arbeiten zu können. Auf diese Weise kann sich der verlegbare Quantencomputer QC stets so in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur im Betrieb und/oder in Betriebspausen umkonfigurieren, dass er stets ein Maximum an Quantenpunkten und Kernquantenpunkten nutzen kann.

[0410] In einer weiteren optionalen Ausprägung weist der verlegbare Quantencomputer QC eine oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV auf, die zusammen mit dem verlegbaren Quantencomputer (QC) verlegbar sind. Eine oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV sind dabei optional dazu geeignet und/oder vorgesehen, die Spin-Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D zu senken.

[0411] In einer weiteren optionalen Ausprägung senken eine oder mehrere solcher Kühlvorrichtungen KV die Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D so weit, dass der verlegbare Quantencomputer QC mit einer gegenüber der verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 erhöhten dritten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 arbeiten kann. Optional senken eine oder mehrere solcher Kühlvorrichtungen KV die Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder die Temperatur des Substrats D soweit, dass der Quantencomputer QC mit einer gegenüber der verringerten zweiten Anzahl an Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit einer erhöhten vierten Anzahl an Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ arbeiten kann.

[0412] In einer weiteren optionalen Ausprägung umfassen eine oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV des Quantencomputers QC ein oder mehrere Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS, oder ein oder mehrere verlegbare Closed Loop Helium Gas Cooling Systeme HeCLCS umfassen ein oder mehrere verlegbare Kühlvorrichtungen KV.

[0413] In einer weiteren optionalen Ausprägung umfasst der verlegbare Quantencomputer QC eine zweite verlegbare Energieversorgung BENG2, die von der ersten verlegbaren Energieversorgung BENG verschieden ist. Optional versorgt die zweite verlegbare Energieversorgung BENG2 ein oder mehrere der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV und/oder ein oder mehrere der Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS mit Energie.

[0414] In einer anderen optionalen Ausprägung weisen der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung eine mobilen Datenschnittstelle DBIF, insbesondere eine mobile Funkdatenschnittstelle und/oder eine drahtgebundene Datenschnittstelle, auf. Optional kann mittels dieser Datenschnittstelle DBIF in einer weiteren optionalen Ausprägung ein übergeordnetes Rechnersystem, beispielsweise eine zentrale Steuervorrichtung ZSE, die Steuervorrichtung µC so steuern, dass die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC den verlegbaren Quantencomputer QC zur Durchführung zumindest einer Manipulation eines Zustands zumindest eines Quantenbits der Quantenbits NV1, NV2, NV3 und/oder zur Durchführung zumindest einer Manipulation eines Zustands zumindest eines nuklearen Kernquantenbits der nuklearen Kernquantenbits CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ veranlasst. Dabei steuert die übergeordnete zentrale Steuereinheit ZSE optional die Steuervorrichtung µC über die mobile Datenschnittstelle DBIF.

[0415] Optional umfassen die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 eine oder mehre Batterien und/oder einen oder mehrere Akkumulatoren oder einen oder mehrere Kondensatoren und/oder eine oder mehrere Zusammenschaltungen mehrerer dieser Energiespeicher. Optional weisen der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung eine oder mehrere Ladevorrichtungen LDV auf. Typischerweise sind eine oder mehrere Ladevorrichtungen LDV dazu bestimmt und/oder vorgesehen zumindest zeitweise in zumindest einigen oder allen der wiederaufladbaren Energiespeicher BENG, BENG2 Energie zu speichern.

[0416] In einer Variante können in dem verlegbaren Quantencomputer QC die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 einen oder mehrere Energiespeicher umfassen, die Energie mittels chemischer und/oder elektrochemischer Vorgänge aus zumindest einem oder mehreren Fluiden erzeugen. In dem Fall weisen optional die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 und/oder der Quantencomputer QC einen oder mehrere Vorratstanks für diese Fluide auf. Einer oder mehrere dieser Vorratstanks versorgen einen oder mehrere Energiespeicher des Quantencomputers QC mit einem oder mehreren dieser Fluide, die typischerweise der Erzeugung von Energie dienen. Optional umfassen dabei einer oder mehrere der Energiespeicher eine oder mehrere galvanische Zellen und/oder eine oder mehrere Brennstoffzellen und/oder eine oder mehrere Verbrennungsmaschinen und/oder Turbinen und dergleichen, die jeweils mit einem oder mehreren elektrischen Generatoren gekoppelt sind, und/oder eine oder mehrere thermische Energieumwandlungsmaschinen, die jeweils mit einem oder mehreren elektrischen Generatoren gekoppelt sind. Eine oder mehrere der mobilen Energieversorgungen des Quantencomputers QC weisen dabei optional eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler und/oder einen oder mehrere Spannungsregler und/oder einen oder mehrere Stromregler, auf. Einer oder mehrere der Energiespeicher versorgen die Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG optional mit Energie. Eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen optional wiederum ein oder mehrere Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC mit jeweils für das betreffende Vorrichtungsteil geeigneter, aufbereiteter und stabilisierter elektrischer Energie.

[0417] In einer weiteren optionalen Variante des verlegbarer Quantencomputers QC umfassen die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 einen oder mehrere Energiespeicher, die Energie mittels mechanischer Vorgänge erzeugen. Optional umfassen einer oder mehrere dieser Energiespeicher dann einen oder mehrere Generatoren und/oder eine oder mehrere Lichtmaschinen und/oder einen oder mehrere als Generator betreibbare Elektromotoren. Typischerweise weisen eine oder mehrere mobile Energieversorgungen des Quantencomputers QC eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler oder einen oder mehrere Spannungsregler oder einen oder mehrere Stromregler, auf. Einer oder mehrere der Energiespeicher versorgen eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG mit Energie. Eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen dann optional ein oder mehrere andere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC mit elektrischer Energie.

[0418] In einer weiteren optionalen Variante des verlegbaren Quantencomputers QC umfassen die erste verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 optional einen oder mehrere Energiespeicher, die elektrische Energie mittels der Umwandlung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Licht, erzeugen. Dazu umfassen optional einer oder mehrere der Energiespeicher eine oder mehrere Solarzellen und/oder eine oder mehrere funktionsäquivalente Vorrichtungen, wie beispielsweise PN-Übergänge. In dem Fall weisen optional eine oder mehrere der mobilen Energieversorgungen des Quantencomputers QC eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler und/oder einen oder mehrere Spannungsregler und/oder einen oder mehrere Stromregler, auf. Einer oder mehrere der Energiespeicher der Energiereserve BENG, BENG2 des Quantencomputers QC versorgen dann typischerweise zumindest zeitweise eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG mit Energie. Eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen dann damit ein oder mehrere andere Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC mit elektrischer Energie.

[0419] In einer weiteren optionalen Variante des verlegbarer Quantencomputers QC umfassen die ersten verlegbare Energiereserve BENG und/oder die zweite verlegbare Energiereserve BENG2 einen oder mehrere Energiespeicher, die Energie mittels nuklearer Vorgänge erzeugen. Eine oder mehrere der mobile Energieversorgungen des Quantencomputers QC umfassen eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, insbesondere einen oder mehrere Spannungswandler und/oder einen oder mehrere Spannungsregler und/oder einen oder mehrere Stromregler. Einer oder mehrere der Energiespeicher der Energiereserve BENG, BENG2 des Quantencomputers QC versorgen optional zumindest zeitweise eine oder mehrere der Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG mit Energie. Eine oder mehrere dieser Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG versorgen dann wiederum einen oder mehrere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC mit elektrischer Energie.

[0420] In einer weiteren optionalen Ausprägung umfassen einer oder mehrere der Energiespeicher eine oder mehrere thermonukleare Batterien oder Radionuklid Batterien oder eine oder mehrere zu einer solchen thermonuklearen Batterie funktionsäquivalente Vorrichtungen.

[0421] In einer weiteren optionalen Variante umfasst das Substrat D Diamant. In dem Fall sind optional ein oder mehrere der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in dem Substrat D als Defektzentren und/oder paramagnetische Zentren in Diamant ausgebildet. Optional sind dann ein oder mehrere der Defektzentren in Diamant NV-Zentren oder ST1-Zentren oder SiV-Zentren oder TR1-Zentren und/oder TR12-Zentren.

[0422] Optional umfasst der verlegbare Quantencomputer QC ein oder mehrere Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auf Basis von Isotopen mit einem magnetischen Moment µ. Dabei sind optional die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 gekoppelt.

[0423] Optional ist das Substrat D im Wesentlichen zumindest Bereichsweise im Bereich der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 isotopenrein. Dies hat den Vorteil, dass die magnetischen Momente der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 nicht mit solchen parasitären magnetischen Momenten, bedingt durch Verunreinigungen des Substrats D, koppeln. Hierzu weisen die Isotope des Substrats D abgesehen von Atomen, die die Kernquantenpunkte CI11, CI12, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bilden, optional im Wesentlichen kein magnetisches Kernmoment auf.

[0424] In einer weiteren optionalen Ausprägung weist der verlegbare Quantencomputer QC einen oder mehrere Lüfter und/oder einen oder mehrere Wärmetauscher zum Wärmeaustausch mit der Umgebung und/oder einen oder mehrere Wärmetauscher zum Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft und/oder einen oder mehrere Strahlungskühler zum Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft oder der Umgebung mittels elektromagnetischer Wärmestrahlung auf.

[0425] In einer weiteren optionalen Variante des verlegbaren Quantencomputers QC tauschen ein oder mehrere der Lüfter und/oder ein oder mehrere der Wärmetauscher mit einer oder mehrerer der verlegbaren Kühlvorrichtungen KV Energie in Form von Wärme aus.

[0426] In einer weiteren optionalen Modifikation weist der verlegbare Quantencomputer QC eine interne Schirmung AS auf. Die interne Schirmung AS schirmt optional das Substrat D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. den Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ gegen elektromagnetische Felder der Steuervorrichtung µC und/oder des Speichers RAM, NVM und/oder der Energieversorgung SRG, TS, LDV, BENG, BENG2 und/oder des Lichtquellentreibers LDRV und/oder der Lichtquelle LD ab. In einer weiteren Modifikation weist der verlegbare Quantencomputer QC eine interne Schirmung AS auf. Die interne Schirmung AS schirmt optional das Substrat D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. den Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ gegen Magnetfelder der Steuervorrichtung µC und/oder des Speichers RAM, NVM und/oder der Energieversorgung SRG, TS, LDV, BENG, BENG2 und/oder des Lichtquellentreibers LDRV und/oder der Lichtquelle LD ab.

[0427] Um den verlegbaren Quantencomputer QC verlegen zu können, ist der verlegbare Quantencomputer QC in diesem Fall optional mit einem oder mehreren Rädern oder einem Fahrgestell oder zu diesen funktionsäquivalenten Vorrichtungsteilen, die auch angetrieben und/oder gebremst sein können, zumindest zeitweise ausgestattet.

[0428] In einer anderen optionalen Ausprägung weist der verlegbarer Quantencomputer QC zumindest zeitweise eine oder mehrere Antriebsvorrichtungen auf.

[0429] Vorschlagsgemäß handelt es sich bei einem oder mehreren der Antriebsvorrichtungen um ein Rad oder eine Schiffsschraube oder einen Propeller oder eine Turbine oder ein Raketentriebwerk oder ein Antriebsrad oder ein MHD-Triebwerk (MHD = magnetohydrodynamisch).

[0430] In Ausgestaltungen des verlegbaren Quantencomputers QC, die in einem Fluid betrieben und für Verlegungen bewegt werden sollen, ist es zweckmäßig, wenn in gewissen Anwendungsfällen ein solcher verlegbarer Quantencomputer QC aerodynamisch und/oder hydrodynamisch geformte Funktionselemente zur Reduzierung und/oder Kontrolle aerodynamischer Effekte und/oder hydrodynamischer Effekte und/oder zur Erzeugung eines dynamischen Auftriebs, insbesondere Flügel und /oder Flaps, aufweist.

[0431] In einigen optionalen Ausführungen des verlegbaren Quantencomputers QC ist es sinnvoll, elektronische Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC, zumindest teilweise in strahlenharter Elektronik auszuführen. Solche optional strahlenhart ausgeführte Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC sind beispielsweise:

• die Steuervorrichtung µC und/oder
• der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und/oder
• der Rechnerkern CPU und/oder
• die Datenschnittstelle DBIF und/oder
• die interne Datenschnittstelle MDBIF und/oder
• der Lichtquellentreiber LDRV und/oder
• der Wellenformgenerator WFG und/oder
• der Verstärker V und/oder
• der Fotodetektor PD und/oder
• die erste Kameraschnittstelle CIF und/oder
• die zweite Kameraschnittstelle CIF2 und/oder
• die erste Kamera CM1 und/oder
• die zweite Kamera CM2 und/oder
• der Temperatursensor ST und/oder
• der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen und/oder
• die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz und /oder
• die Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder
• die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und/oder
• die zweite Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 und/oder
• die Energiereserve BENG und/oder
• die zweite Energiereserve BENG2 und/oder
• die Trennvorrichtung TS und/oder
• die Ladevorrichtung LDV.

[0432] Dabei bedeutet "strahlenhart" im Sinne der hier vorgelegten Schrift, dass diese Funktionselemente des Quantencomputers QC für den Einsatz im Weltraum und/oder in Bereichen erhöhter ionisierender Strahlung, wie beispielsweise Kernreaktoren oder dem Umfeld thermonuklearer Batterien, vorgesehen und/oder geeignet sind.

[0433] In vielen optionalen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn der verlegbare Quantencomputer QC eine Steuervorrichtung µC aufweist, die zumindest zeitweise ein neuronales Netzwerkmodell ausführt. Das neuronale Netzwerkmodell, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt, verarbeitet dabei Eingangswerte und/oder die Werte von Eingangssignalen. Das neuronale Netzwerkmodell, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt, gibt Ausgangssignale und/oder Ausgangswerte von Ausgangssignalen aus. Die Steuervorrichtung µC beeinflusst dann optional in Abhängigkeit von Ausgangssignalen und/oder Ausgangswerten des neuronalen Netzwerkmodells, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt, Zustände von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Zustände von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Umgekehrt beeinflusst die Steuervorrichtung µC optional in Abhängigkeit von Zuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder Zuständen von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ Eingangssignale und/oder Eingangswerte des neuronalen Netzwerkmodells, das die Steuervorrichtung µC typischerweise ausführt.

[0434] Somit offenbart die hier vorgelegte Schrift u. a. ein Smartphone und/oder ein tragbares Quantencomputersystem und/oder ein mobiles Quantencomputersystem und/oder Fahrzeug und/oder Roboter und/oder Flugzeug und/oder Flugkörper und/oder Satellit und/oder ein Raumflugkörper und/oder Raumstation und/oder Schwimmkörper und/oder Schiff und/oder Unterwasserfahrzeug und/oder Oberwasserschwimmkörper und/oder Unterwasserschwimmkörper und/oder verlegbares Waffensystem und/oder Gefechtskopf und/oder Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder Geschoss und/oder andere mobile Vorrichtung und/oder bewegliche Vorrichtung. Dabei bezeichnet die hier vorgelegte Schrift alle diese Objekte im Folgenden als "Fahrzeug", der Einfachheit halber. Die hier vorgelegte Schrift schlägt somit ein Fahrzeug in diesem sehr weiten Sinne vor, das einen verlegbaren Quantencomputer QC, wie zuvor beschrieben, umfasst. Die hier vorgelegte Schrift schlägt außerdem umgekehrt einen verlegbaren Quantencomputer, wie er zuvor beschrieben wurde, vor, der ein Fahrzeug in dem zuvor beschriebenen weiten Sinne ist.

[0435] In einer weiteren, optionalen Varianten ist der Quantencomputer QC dazu vorgesehen, die Datenkommunikation, insbesondere der Steuervorrichtung µC, über eine Datenschnittstelle DBIF zu entschlüsseln und/oder zu verschlüsseln. Optional handelt es sich um die Datenschnittstelle DBIF der Steuervorrichtung µC. Optional umfasst ein solches Fahrzeug im weitesten Sinne Sensoren und/oder Messmittel, die Messwerte über die Umgebung des Fahrzeugs und/oder Zustände des Fahrzeugs und/oder Zustände der Fahrzeuginsassen bzw. Nutzer/Nutzerinnen des Fahrzeugs und/oder Zustände der Zuladung des Fahrzeugs an die Steuervorrichtung µC liefern. Unter Umständen erhält die Steuervorrichtung µC auch Messwerte über die Umgebung des Fahrzeugs über die Datenschnittstelle DBIF. Der Quantencomputer QC und ggf. die Steuervorrichtung µC können optional in Abhängigkeit von solchen Messwerten eine Lagebeurteilung für den Gesamtzustand des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs ermitteln. Dabei kann der Gesamtzustand des Fahrzeugs im Sinne der hier vorgelegten Schrift den Zustand des Umfelds des Fahrzeugs und/oder den Zustand der Fahrzeuginsassen und/oder den Zustand einer Zuladung des Fahrzeugs umfassen.

[0436] In einer weiteren optionalen Ausprägung schlägt die hier vorgelegte Schrift vor, dass zumindest ein oder mehrere Sensoren SENS des Fahrzeugs einer der folgenden Messwerte liefernden Sensoren SENS ist oder zumindest einen der folgenden Messwert liefernden Sensoren SENS als Untersystem umfasst:

• einen Radar-Sensor und/oder
• ein Mikrofon und/oder
• ein Ultraschallmikrofon und/oder
• ein Infraschallmikrofon und/oder
• einen Ultraschalltransducer und/oder
• einen Infrarotsensor und/oder
• einen Gassensor und/oder
• einen Beschleunigungssensor und/oder
• einen Geschwindigkeitssensor und/oder
• einen Strahlungsdetektor und/oder
• ein bildgebendes System und/oder
• eine Kamera und/oder
• eine Infrarotkamera und/oder
• eine Multispektralkamera und/oder
• ein LIDAR-System und/oder
• ein Ultraschallmesssystem und/oder
• ein Dopplerradarsystem und/oder
• ein Quantenradarsystem und/oder
• einen Quantensensor und/oder
• einen Positionssensor und/oder
• ein Navigationssystem und/oder
• einen GPS-Sensor (oder eine funktionsäquivalente Vorrichtung) und/oder
• einen Lagesensor und/oder
• einen Partikelzähler und/oder
• ein Detektionssystem für biologische Stoffe, insbesondere für biologische Kampstoffe, und/oder
• ein Gravimeter und/oder
• einen Kompass und/oder
• ein Gyroskop und/oder
• einen MEMS-Sensor und/oder
• einen Drucksensor und/oder
• einen Neigungswinkelsensor und/oder
• einen Temperatursensor und/oder
• einen Feuchtesensor und/oder
• einen Windgeschwindigkeitssensor und/oder
• einen Wellenfrontsensor und/oder
• ein mikrofluidisches Messsystem und/oder
• ein Abstandsmesssystem und/oder
• ein Längenmesssystem und/oder
• einen biologischen Sensor zur Detektion biologischer Marker und/oder Viren und/oder Mikroben oder dergleichen und/oder
• ein Sensorsystem zur Erfassung biologischer Messwerte von Fahrzeuginsassen und/oder zur Erfassung biologischer Messwerte lebender Ladung, insbesondere von Tieren und/oder biologischen Materialien, und/oder
• ein Seat-Occupation-Messystem und/oder
• einen Spannungssensor und/oder einen Stromsensor und/oder einen Leistungssensor.

[0437] Als optionale Weiterentwicklung schlägt die hier vorgelegte Schrift ein Fahrzeug in dem oben beschriebenen weiten Sinne vor, bei dem der Quantencomputer QC in Abhängigkeit von diesen Messwerten das Fahrzeug und/oder Vorrichtungsteile des Fahrzeugs steuert und/oder eine Steuerung des Fahrzeugs oder eines Vorrichtungsteils des Fahrzeugs beeinflusst.

[0438] Die hier vorgelegte Schrift schlägt des Weiteren eine optionale Variante vor, bei der das Fahrzeug einen Innenraum aufweist und bei der der Quantencomputer QC in Abhängigkeit von den Messwerten Parameter des Innenraums des Fahrzeugs und/oder einen Vorrichtungsteil im Innenraum des Fahrzeugs beeinflusst.

[0439] Die hier vorgestellte technische Lehre offenbart insbesondere, dass es sich bei dem Fahrzeug optional um ein Waffensystem handeln kann und/oder dass das Fahrzeug ein Waffensystem umfassen kann, das mit dem Quantencomputer QC gekoppelt ist.

[0440] Für militärische Anwendungen kann das Fahrzeug ein Feuerleitsystem umfassen. Das Feuerleitsystem kann wiederum einen oder mehrere Quantencomputer QC umfassen und/oder mit einem oder mehreren Quantencomputern QC gekoppelt sein. Dabei hängt optional die Steuerung des Waffensystems durch das Feuerleitsystem zumindest zeitweise von dem Quantencomputer QC und dessen Signalisierungen ab. Die Steuerung des Waffensystems durch das Feuerleitsystem geschieht optional im Zusammenwirken des Feuerleitsystems mit dem Quantencomputer QC.

[0441] Optional umfasst das Fahrzeug eine Bewertungsvorrichtung, die die beabsichtigte Steuerung des Waffensystems hinsichtlich der zu erwartenden Wirkungen vor der Ausführung der Steuerung klassifiziert und eine Steuerungsbefehlsklasse ermittelt. Die Bewertungsvorrichtung verhindert optional eine Ausführung der Steuerung oder schiebt diese Ausführung bis zu einer Freigabe durch einen menschlichen Benutzer auf, wenn der im Zusammenwirken mit dem Quantencomputer QC ermittelte Steuerungsbefehl in eine vorgegebene Steuerungsklasse fällt.

[0442] Das Fahrzeug kann beispielsweise mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC ein oder mehrere Ziele identifizieren.

[0443] Das Fahrzeug kann dann beispielsweise mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC das eine Ziel oder die mehreren Ziele insbesondere unter Zuhilfenahme eines neuronalen Netzwerkprogramms klassifizieren, das beispielsweise ein Steuerrechner µC des verlegbaren Quantencomputers QC ausführen kann.

[0444] Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC eine zeitliche Reihenfolge oder Priorisierung der Bekämpfung mehrerer Ziele ermitteln. Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC einen Zeitpunkt zur Bekämpfung eines Ziels ermitteln. Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC einen Waffentyp und/oder eine Munition zur Bekämpfung eines Ziels ermitteln. Die hier vorgelegte Schrift schlägt u. a. als eine mögliche Ausprägung ein Fahrzeug vor, das mit Hilfe des Quantencomputers QC eine Route für das Fahrzeug ermittelt. Im Falle eines Fahrzeugs für militärische Zwecke oder Waffensystems kann das Fahrzeug bzw. das Waffensystem mit Hilfe des Quantencomputers QC eine Route für eine Waffe oder einen Gefechtskopf oder ein Geschoss oder eine Munition oder ein anderes Fahrzeug ermitteln.

[0445] Die hier vorgelegte Schrift schlägt u. a. auch ein Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform vor, bei dem die Steuervorrichtung µC zumindest zeitweise ein neuronales Netzwerkmodell ausführt und bei dem das neuronale Netzwerkmodell Eingangswerte und/oder Eingangssignale verarbeitet und Ausgangssignale und/oder Ausgangswerte ausgibt. Wie zuvor bereits beschrieben, beeinflusst optional die Steuervorrichtung µC typischerweise in Abhängigkeit von Ausgangssignalen und/oder Ausgangswerten des neuronalen Netzwerkmodells Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Zustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Typischerweise beeinflusst in dieser Ausprägung die Steuervorrichtung µC in Abhängigkeit von Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Zuständen der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ Eingangssignale und/oder Eingangswerte des neuronalen Netzwerkmodells.

Substrat

[0446] Wie oben beschrieben, umfasst der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der erläuterten optionalen Ausführungsform ein Substrat D mit einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3. Optional umfasst das Substrat D Diamant als Substratmaterial. Der Diamant ist optional isotopenrein oder weist zumindest einen isotopenreinen Teilbereich auf, der optional die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aufweist. Optional sind die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 paramagnetische Zentren. In dem Fall, wenn das Substratmaterial des Materials des Substrats D Diamant umfasst, handelt es sich bei den paramagnetischen Zentren optional um ST1-Zentren und/oder optional um TR1-Zentren und/oder optional um NV-Zentren. Dies bedeutet, dass Störungen, die von solchen Isotopenverunreinigungen ausgehen, die Funktionstüchtigkeit der Quantenbits nicht oder höchstens ausreichend gering stören. Auf Diamant bezogen heißt das, dass der Diamant optional im Wesentlichen aus ¹²C-Isotopen als Basis-Isotopen besteht. Solche ¹²C-Isotope weisen kein magnetisches Moment auf, das mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 wechselwirken kann. Optional befinden sich in dem isotopenreinem Bereich des Substrats D auch die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Wenn hier von Isotopenreinheit die Rede ist, sind die Isotope, die als Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ dienen, bei der Beurteilung der Isotopenreinheit nicht berücksichtigt. An dieser Stelle verweist diese Schrift ausdrücklich auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1, deren technische Lehre für die folgenden internationalen Verfahren soweit in den betreffenden Anmeldeländern rechtlich jeweils zulässig durch Referenzieren Teil der Offenlegung dieser Schrift ist. Isotopenrein im Sinne dieser Offenlegung und der DE 10 2020 125 189 A1 ist ein Material dann, wenn die Konzentration anderer Isotope als der Basis-Isotope, die das Material dominieren, so gering ist, dass der technische Zweck in einem für die Produktion und den Verkauf von Produkten ausreichenden Maße mit einer wirtschaftlich ausreichenden Produktionsausbeute erreicht wird. Die DE 10 2020 125 189 A1 listet die betreffenden Isotopverhältnisse der relevanten Elemente auf, die die hier offengelegte technische Lehre zu Grunde legt. Da isotopenreine Diamanten extrem teuer sind, ist es sinnvoll, wenn das Substrat D ein Diamant-Material umfasst und beispielsweise das Diamant-Material eine epitaktisch zumindest lokal aufgewachsene isotopenreine Schicht, die im Wesentlichen aus ¹²C-Isotopen besteht, umfasst. Diese Schicht kann beispielsweise mittels CVD und anderen Abscheidemethoden auf der ursprünglichen Oberfläche eines als Substrat D verwendeten Silizium-Wafers oder einer Diamantoberfläche abgeschieden werden. Im Folgenden umfasst der Begriff Substrat D von nun an den Teil der Kombination aus Substrat D und epitaktische aufgewachsener Schicht DEPI, in dem die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 gefertigt sind. Typischerweise ist dies die epitaktische Schicht DEPI. Der Ausdruck "Im Wesentlichen" bedeutet dabei, dass der Gesamtanteil K_1G' der C-Isotope mit magnetischem Moment, die Bestandteil des Substrats D sind, bezogen auf 100% der C-Atome, die Bestandteil des Substrats D sind, gegenüber dem in den Tabellen der DE 10 2020 125 189 A1 angegebenen natürlichen Gesamtanteil K_1G auf einen Anteil K_1G' der C-Isotope mit magnetischem Moment, die Bestandteil des Substrats D sind, bezogen auf 100% der C-Isotope, die Bestandteil des Substrats D sind, herabgesetzt ist. Dabei ist optional dieser Anteil K_1G' kleiner als 50%, besser kleiner als 20%, besser kleiner als 10%, besser kleiner als 5%, besser kleiner als 2%, besser kleiner als 1%, besser kleiner als 0,5%, besser kleiner als 0,2%, besser kleiner als 0,1% des natürlichen Gesamtanteils K_1G' für C-Isotope mit magnetischem Moment an den C-Isotopen des Substrats D im Einwirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Bei der Bestimmung des Anteil K_1G' werden diejenigen C-Atome der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ nicht berücksichtigt, da deren magnetische Momente ja beabsichtigt und somit nicht parasitär sind.

[0447] Die Verwendung von NV-Zentren und/oder ST1-Zentren und/oder TR1-Zentren und/oder TR12-Zentren oder L1-Zentren als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 der Quantenbits des Quantencomputers ermöglicht dabei optional den Betrieb des Quantencomputers QC bei Raumtemperatur und damit überhaupt erst die Verlegbarkeit des Quantencomputers QC. Dabei dient die Elektronenspinkonfiguration eines solchen paramagnetischen Zentrums optional jeweils als ein Quantenpunkt der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Optional umfasst der verlegbare Quantencomputer QC neben solchen Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 als Quantenbits auch nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ als nukleare Kernquantenbits. Typischerweise dienen die magnetischen Momente von Isotopen, die solche von null verschiedenen magnetischen Momente aufgrund eines nuklearen Spins aufweisen, als nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Optional koppeln solche nuklearen magnetischen Momente der betreffenden Isotope der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit der Elektronenkonfiguration der paramagnetischen Zentren der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Hierdurch kann eine Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels einer Manipulation der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 manipulieren. Auch kann die Steuervorrichtung µC die nuklearen Kernquantenzustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels eines elektrischen oder optischen Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 erfassen. Auch kann die Steuervorrichtung µC voneinander entfernte Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mittels Ketten von miteinander verkoppelten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 miteinander koppeln. Die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bilden somit nukleare Kernquantenbits. Bei diesen nuklearen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ handelt es sich optional um die nuklearen Spins von Isotopen mit einem magnetischen nuklearen Kernmoment. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1, deren technische Lehre für die folgenden internationalen Verfahren, soweit in den betreffenden Anmeldeländern rechtlich jeweils zulässig, durch Referenzieren Teil der Offenlegung dieser Schrift ist. Die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ der nuklearen Kernquantenbits zeichnen sich durch sehr lange T2-Zeiten aus. Optional verwendet der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC seine Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 zur Steuerung und Verschränkung der Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und zum Auslesen der Kernquantenzustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Das Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 kann optisch und/oder elektrisch erfolgen. Hinsichtlich des elektrischen Auslesens verweist diese Schrift ausdrücklich auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1, deren technische Lehre für die folgenden internationalen Verfahren soweit in den betreffenden Anmeldeländern rechtlich jeweils zulässig durch Referenzieren Teil der Offenlegung der hier vorgelegten Schrift ist. Ein weiterer Vorteil des hier vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC ist die relativ einfache Bedienbarkeit und die bessere Selektivität der Ansteuerung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 der Quantenbits und die gute Skalierbarkeit gegenüber anderen Quantencomputern.

[0448] Wie oben beschrieben, umfasst ein Quantencomputer QC optional ein Substrat D mit einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3. Optional weist darüber hinaus das Substrat D optional noch einen oder mehrere nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auf. Optional handelt es sich bei den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 um ein oder mehrere paramagnetische Zentren, die ein oder mehrere Quantenbits bilden. Optional handelt es sich bei den nuklearen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ um ein oder mehrere Isotope mit magnetischem Moment, die ein oder mehrere Kernquantenbits bilden. Die hier vorgelegte Schrift nimmt dabei wieder ausdrücklich Bezug auf die DE 10 2020 125 189 A1. Optional handelt es sich somit bei den nuklearen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ um die magnetischen Momente vereinzelter Isotope in der Nähe der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Hierbei bedeutet "Nähe", dass eine Kopplung der magnetischen Momente der betreffenden Isotope, die die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ bilden, mit dem in der Nähe liegenden Quantenpunkt des in der Nähe liegenden Quantenbits mit der hier vorgestellten Vorrichtung möglich ist.

[0449] Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 weisen optional ein magnetisches Moment einer Elektronenkonfiguration des jeweiligen Quantenpunkts auf. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 koppeln im Sinne der technischen Lehre der hier vorgestellten Schrift optional mittels dieses magnetischen Moments miteinander. Optional handelt es sich bei einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 um paramagnetische Zentren in dem Substrat D. Optional ist das Fermi-Niveau des Substrats D im Bereich eines als Quantenpunkts verwendeten paramagnetischen Zentrums so eingestellt, dass das paramagnetische Zentrum elektrisch geladen ist. Optional ist die elektrische Ladung negativ. Im Falle eines NV-Zentrums als paramagnetisches Zentrum ist das NV-Zentrum optional negativ geladen. Im Falle eines NV-Zentrums als paramagnetisches Zentrum ist das NV-Zentrum optional somit ein NV^- -Zentrum. Optional umfassen die NV-Zentren in dem Substrat D daher NV^--Zentren. Optional stellt eine Dotierung des Substrats D im Bereich des paramagnetischen Zentrums sicher, dass das paramagnetische Zentrum in der vorgesehenen Weise elektrisch geladen ist. Optional dotieren Isotope ohne magnetisches Moment als Dotieratome das Material des Substrats D im Bereich des betreffenden Quantenpunkts der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Optional verschieben diese Dotieratome ohne magnetisches Moment das Fermi-Niveau im Bereich dieses betreffenden Quantenpunkts. Optional verschieben somit diese Dotieratome ohne magnetisches Moment das Fermi-Niveau im Bereich des betreffenden paramagnetischen Zentrums. Optional umfasst das Substrat D im Wesentlichen abgesehen von den Isotopen, die als Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ der Kernquantenbits dienen, Isotope ohne magnetisches Kernmoment. Da die Atome der III. Hauptgruppe des Periodensystems und der V. Hauptgruppe des Periodensystems in der Regel keine stabilen Isotope ohne magnetisches Moment aufweisen, kommen daher als Material des Substrats (D) optional Mischungen und/oder Verbindungen aus Isotopen ohne magnetisches Moment, also beispielsweise aus Isotopen der IV. Hauptgruppe z. B. ¹²C, ¹⁴C, ²⁸Si, ¹⁰Si, ⁷⁰Ge, ⁷²Ge, ⁷⁴Ge, ⁷⁶Ge, ¹¹²Sn, ¹¹⁴Sn, ¹¹⁶Sn, ¹¹⁸Sn, ¹²⁰Sn, ¹²²Sn, ¹²⁴Sn und/oder der VI. Hauptgruppe ¹⁶O, ¹⁸O, ³²S, ³⁴S, ³⁶S, ⁷⁴Se, ⁷⁶Se, ⁷⁸Se, ⁸⁰Se, ⁸²Se, ¹²⁰Te, ¹²²Te, ¹²⁴Te, ¹²⁶Te, ¹²⁸Te, ¹³⁰Te, und/oder der II. Hauptgruppe ²⁴Mg, ²⁶Mg, ⁴⁰Ca, ⁴²Ca, ⁴⁴Ca, ⁴⁶Ca, ⁴⁸Ca, ⁸⁴Sr, ⁸⁶Sr, ⁸⁸Sr, ¹³⁰Ba, ¹³²Ba, ¹³⁴Ba, ¹³⁶Ba, ¹³⁸Ba, und/oder der II. Nebengruppe ⁴⁶Ti, ⁴⁸Ti, ⁵⁰Ti, ⁹⁰Zr, ⁹⁰Zr, ⁹²Zr, ⁹⁴Zr, ⁹⁶Zr, ¹⁷⁴Hf, 176Hf, ¹⁷⁸Hf, und/oder der IV. Nebengruppe ⁵⁰Cr, ⁵²Cr, ⁵³Cr, ⁹²Mo, ⁹⁴Mo, ⁹⁶Mo, ⁹⁸Mo, ¹¹⁰Mo, ¹⁸⁰W, ¹⁸²W, ¹⁸⁴W, ¹⁸⁶W, und/oder der VI. Nebengruppe ⁵⁴Fe, ⁵⁶Fe, ⁵⁸Fe, ⁹⁶Ru, ⁹⁸Ru, ¹⁰⁰Ru, ¹⁰²Ru, ¹⁰⁴Ru, ¹⁸⁴Os, ¹⁸⁶Os, ¹⁸⁸Os, ¹⁹⁹Cs, ¹⁹²Os und/oder der VIII. Nebengruppe ⁵⁸Ni, ⁶⁰Ni, ⁶²Ni, ⁶⁴Ni, ¹⁰²Pd, ¹⁰²Pd, ¹⁰⁴Pd, ¹⁰⁶Pd, ¹⁰⁸Pd, ¹¹⁰Pd, ¹⁹⁰Pt, ¹⁹²Pt, ¹⁹⁴Pt, ¹⁹⁶Pt, ¹⁹⁸Pt und/oder der X. Nebengruppe ⁶⁴Zn, ⁶⁶Zn, ⁶⁸Zn, ⁷⁰Zn, ¹⁰⁶Cd, ¹⁰⁸Cd, ¹¹⁰Cd, ¹¹²Cd, ¹¹⁴Cd, 116Cd, ¹⁹⁶Hg, ¹⁹⁸Hg, ²⁰⁰Hg, ²⁰²Hg, ²⁰⁴Hg und/oder der Lanthaniden: ¹³⁶Ce, ¹³⁸Ce, ¹⁴⁰Ce, ¹⁴²Ce, ¹⁴²Nd, ¹⁴⁴Nd, ¹⁴⁶Nd, ¹⁴⁸Nd, ¹⁵⁰Nd, ¹⁴⁴Sm, ¹⁴⁶Sm, ¹⁴⁸Sm, ¹⁵⁰Sm, ¹⁵²Sm, ¹⁵⁴Sm, ¹⁵²Gd, ¹⁵⁴Gd, ¹⁵⁶Gd, ¹⁵⁸Gd, ¹⁶⁰Gd, ¹⁵⁶Dy, ¹⁵⁸Dy, ¹⁶⁰Dy, ¹⁶²Dy, ¹⁶⁴Dy, ¹⁶²Er, ¹⁶⁴Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁶⁶Er, ¹⁷⁰Er, ¹⁶⁸Yb, ¹⁷⁰Yb, ¹⁷²Yb, ¹⁷⁴Yb, ¹⁷⁶Yb, und/oder der Actiniden ²³²Th, ²³⁴Pa, ²³⁴U, ²³⁸U, ²⁴⁴Pu in Frage. Diese Isotope kommen auch als Dotieratome für die Dotierung des Substrats (D) in Frage. Sofern das Substrat D Diamant umfasst und sofern die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 paramagnetische Zentren umfassen, kommen optional ³²S, ³⁴S, ³⁶S, ¹⁶O und ¹⁸O als Dotierisotope zur Verschiebung des Fermi-Niveaus in Frage. Für die Bildung von NV-Zentren in Diamant als Substrat D ist eine vorteilhafte Wirkung auch für eine Dotierung mit Phosphor beobachtbar, was aber weniger optimal ist, da die Phosphor-Isotope typischerweise ein magnetisches Moment aufweisen, das mit der Elektronenkonfiguration der paramagnetischen Zentren wechselwirkt. Diese Wechselwirkung ist aber typischerweise unerwünscht.

Lichtquelle LD

[0450] Der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform umfasst eine Lichtquelle LD. Bei der Lichtquelle LD handelt es sich optional um einen Laser, der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers mit Pumpstrahlung LB einer Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp bestrahlen kann. Optional bestrahlt die Lichtquelle LD die betreffenden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB, die in ihrem zeitlichen Intensitätsverlauf pulsmoduliert, also optional gepulst ist.

[0451] Optional kann die Lichtquelle LD Lichtpulse der Pumpstrahlung LB zu durch die Steuervorrichtung µC vorgebbaren Lichtpulsstartzeitpunkten t_sp bezogen auf einen Referenzzeitpunkt t_0p mit einer Lichtpulsdauer t_dp aussenden. Optional steuert eine Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers die Lichtquelle LD mit Hilfe eines Lichtquellentreibers LDRV über einen Steuerdatenbus SDB. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt die Lichtquelle LD mit Energie. Dabei hängt diese Energieversorgung der Lichtquelle LD typischerweise von Steuerbefehlen ab, die der Lichtquellentreiber LDRV über den Steuerdatenbus SDB von der Steuervorrichtung µC erhält. Die Strahlungsleistung der von der Lichtquelle LD abgestrahlten Pumpstrahlung LB hängt typischerweise von Steuerbefehlen ab, die der Lichtquellentreiber LDRV über den Steuerdatenbus SDB von der Steuervorrichtung µC erhält, sowie von einem oder mehreren Sendesignalen S5. Optional handelt es sich bei der Lichtquelle LD um einen Halbleiterlaser. Optional handelt es sich bei der Lichtquelle LD um eine Laserdiode. Die Verwendung einer LED (Leuchtdiode) als Lichtquelle LD ist aber auch denkbar. Bei der beispielhaften Verwendung von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren NV1, NV2, NV3 in Diamant als Quantenpunkten besitzt das als Pumpstrahlung LB verwendete Licht der Lichtquelle LD optional eine Wellenlänge in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm Wellenlänge und/oder besser 450 nm bis 650 nm und/oder besser 500 nm bis 550 nm und/oder besser 515 nm bis 540 nm. Im Zuge der Erarbeitung des technischen Inhalts dieser Schrift ergab eine Wellenlänge von 532 nm der als Pumpstrahlung LB verwendeten elektromagnetischen Strahlung der Lichtquelle LD gute Resultate. Optional umfasst die Lichtquelle LD einen Laser, der optional ein Halbleiterlaser ist. Im Fall von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren in Diamant als Substrat D hat sich eine Laser-Diode der Firma OSRAM vom Typ PLT5 520B mit 520 nm Wellenlänge als beispielhafte Lichtquelle LD für die Bestrahlung der NV-Zentren in Diamant mit Pumpstrahlung LB bewährt. Der vorschlaggemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst optional den besagten Lichtquellentreiber LDRV der die Abstrahlung der Pumpstrahlung LB durch die Lichtquelle LD steuert.

[0452] Optional steuert ein Wellenformgenerator WFG den Lichtquellentreiber LDRV und damit die Lichtquelle LD mittels eines Sendesignals S5. Der Wellenformgenerator WFG erzeugt das Sendesignal S5 optional zeitlich synchronisiert zu den Radiofrequenz- und Mikrowellensignalen die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) erzeugt, und mittels einer Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA in das Substrat D einstrahlt. Damit bestrahlt die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ in einem festen zeitlichen Phasenverhältnis zu den Lichtpulsen der Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Pumpstrahlung LB durch die Lichtquelle LD. Typischerweise synchronisiert sich der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG auf das Sendesignal S5 des Wellenformgenerators WFG, und zwar optional auf das Sendesignal S5). Hierdurch ist sichergestellt, dass die Phasenlage zwischen den Radio- und Mikrowellensignalen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG einerseits, und den Lichtpulsen der Lichtquelle LD andererseits, in einem vorbestimmbaren Phasenverhältnis zueinander stehen. Optional stellt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die Betriebsparameter des Wellenformgenerators WFG und des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG entsprechend der gewünschten Quantenoperation so ein, dass diese die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ wie vorgesehen manipulieren können. Optional umfasst die Lichtquelle LD einen Fotodetektor. Optional umfasst das System aus Lichtquelle LD und Lichtquellentreiber LDRV einen Regler. Der Fotodetektor PD der Lichtquelle LD kann beispielsweise eine Fotodiode sein, die typischerweise die Intensität der von der Lichtquelle LD abgestrahlten Pumpstrahlung LB überwacht. Optional ist der Regler Teil des Lichtquellentreibers LDRV. Der Lichtquellentreiber LDRV treibt optional die Lichtquelle LD in Abhängigkeit von dem Sendesignals S5. Optional ist der Regler ein P-Regler oder besser ein I-Regler oder besser ein Pl-Regler oder besser ein PID-Regler oder ein Regler mit einem frequenzoptimierten Frequenzgang der Verstärkung der geöffneten Regelschleife bzw. der Schleifenverstärkung. Der Regler vergleicht optional den Wert des Messignals des Fotodetektors der Lichtquelle LD mit dem Sendesignal S5 des Wellenformgenerators WFG. In Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis des Werts des Sendesignals S5 zusammen mit dem Wert des Messignals des Fotodetektors der Lichtquelle LD regelt der Regler der Lichtquelle LD dann die Intensität der Pumpstrahlung LB nach. Der Regler der Lichtquelle LD regelt die Intensität der Pumpstrahlung LB optional über eine Änderung der Treiberleistung des Lichtquellentreibers LDRV nach. In Folge dessen entspricht dann im Idealfall im eingeschwungenen Zustand die Intensität der Pumpstrahlung LB bis auf Regelabweichungen im Wesentlichen dem Wert des Sendesignals S5. Im Idealfall verfügt der Regler des Lichtquellentreibers LDRV über einen Analog-zu-Digital-Wandler und eine Datenschnittstelle zum internen Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC. In diesem Fall können der Regler und/oder ein Steuerrechner des Lichtquellentreibers LDRV und/oder ein Steuerrechner der Lichtquelle LD beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC die durch den Regler des Lichtquellentreibers LDRV der Lichtquelle LD und/oder den Steuerrechner der Lichtquelle LD und/oder den Regler des Lichtquellentreibers LDRV erfassten Intensitätswerte der Pumpstrahlung LB der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC zur Verfügung stellen. In diesem Fall können der Regler und/oder der besagte Steuerrechner der Lichtquelle LD und/oder der Steuerrechner der Lichtquelle LD beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC die anderen Betr7iebsparameter der Lichtquelle LD, beispielsweise durch einen Analog-zu-Digital-Wandler und/oder Sensoren innerhalb der Lichtquelle LD und/oder des Lichtquellentreibers LDRV, wie beispielsweise jeweilige Betriebsspannungen, jeweilige Temperaturen oder dergleichen der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC ebenfalls zur Verfügung stellen. Optional verstärken ein Verstärker der Lichtquelle LD und/oder ein Verstärker des Lichtquellentreibers LDRV das Signal des Fotodetektors der Lichtquelle LD, bevor beispielsweise der Analog-zu-Digital-Wandler des Reglers des Lichtquellentreibers LDRV dieses in ein digitales Messsignal für den Regler des Lichtquellentreibers LDRV der Lichtquelle LD wandelt. Über den Steuerdatenbus SDB kann die Steuervorrichtung µC beispielsweise die Lichtquelle LD und/oder den Lichtquellentreiber LDRV und deren Komponenten konfigurieren. Solche Konfigurationsziele können beispielsweise der Regler des Lichtquellentreibers LDRV der Lichtquelle LD und dessen Regelparameter und/oder die Verstärkung und/oder der Frequenzgang des Verstärkers der Lichtquelle LD und/oder die Verstärkung und/oder der Frequenzgang des Verstärkers des Lichtquellentreibers LDRV und deren Parameter sein. Der Lichtquellentreiber LDRV und die Lichtquelle LD können eine Einheit bilden. Der Lichtquellentreiber LDRV und die Lichtquelle LD können über einen oder mehrere gemeinsame Steuerrechner und/oder einen oder mehrere gemeinsame Analog-zu-Digital-Wandler verfügen. Für die Einstellung analoger Steuerparameter können die Lichtquelle LD und/oder der Lichtquellentreiber LDRV über einen oder mehrere Digital-zu-Analog-Wandler verfügen, die analoge Steuerpegel innerhalb der Lichtquelle LD und/oder des Lichtquellentreibers LDRV bereitstellen. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC steuert diese Digital-zu-Analog-Wandler optional über den Steuerdatenbus SDB. Der ggf. vorhandene Steuerrechner der Lichtquelle LD und/oder der ggf. vorhandene Steuerrechner des Lichtquellentreibers LDRV können ggf. auch die Digital-zu-Analog-Wandler steuern.

Optisches System

[0453] Das optische System OS des Quantencomputers QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform umfasst optional ein konfokales Mikroskop. Die Lichtquelle LD strahlt die Pumpstrahlung LB ab. In dem Beispiel der Figur 1 passiert die Pumpstrahlung LB den dichroitischen Spiegel DBS. Das optische System OS fokussiert die Pumpstrahlung LB auf Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder nukleare Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ im Fokuspunkt des optischen Systems OS. Dabei nutzt das optische System OS optional sein konfokales Mikroskop. Die Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 veranlasst die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 typischerweise zur Abgabe von Fluoreszenzstrahlung FL. Das optische System OS erfasst typischerweise zumindest einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Das optische System OS führt diese erfasste Fluoreszenzstrahlung FL über den dichroitischen Spiegel DBS dem Fotodetektor PD zu. Optional trennen der dichroitische Spiegel DBS oder eine andere Vorrichtung die Pumpstrahlung LB und die Fluoreszenzstrahlung FL so voneinander, dass im Wesentlichen optional nur Fluoreszenzstrahlung FL den Fotodetektor PD erreicht. Statt eines dichroitische Spiegels DBS kann der hier vorgeschlagene Quantencomputer QC daher auch eine Kombination aus einem halbdurchlässigen Spiegel und einem optischen Filter umfassen. Dabei ist der optische Filter dann optional relativ zum halbdurchlässigen Spiegel auf der Seite des Fotodetektors PD angeordnet. Optional lässt der optische Filter dann Strahlung mit der Fluoreszenzwellenlänge λ_fl der Fluoreszenzstrahlung FL im Wesentlichen ungedämpft passieren. Optional lässt der optische Filter dabei dann Strahlung mit der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp der Pumpstrahlung LB im Wesentlichen nicht passieren. In dem Beispiel der Figur 1 weist der vorgeschlagene Quantencomputer QC einen weiteren halbdurchlässigen oder teilreflektierenden Spiegel STM auf. In dem Beispiel der Figur 1 teilt der weitere halbdurchlässige oder teilreflektierende Spiegel STM einen Teil der Fluoreszenzstrahlung FL ab. Der weitere halbdurchlässige oder teilreflektierende Spiegel STM führt diese abgeteilte Fluoreszenzstrahlung FL einer beispielhaften ersten Kamera CM1 zu. Die erste Kamera CM1 erfasst ein Bild der Fluoreszenzstrahlung FL emittierenden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Über eine beispielhafte erste Kameraschnittstelle CIF und den Steuerdatenbus SDB kann in dem Beispiel der Figur 1 die Steuervorrichtung µC auf die erste Kamera CM1 und das erfasste Bild der ersten Kamera CM1 zugreifen. Beispielsweise kann ein Nutzer über den externen Datenbus EXTDB oder eine andere Schnittstelle der Steuervorrichtung µC über den Steuerrechner µC auf das Bild der ersten Kamera CM1 zugreifen, und Teile des Quantencomputers QC in Abhängigkeit von dem erfassten Bild der ersten Kamera CM1 steuern. Auch kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise das erfasste Bild der ersten Kamera CM1 über den Steuerdatenbus SDB abfragen und dann auswerten, oder in einem Speicher RAM, NVM speichern, oder anderweitig verarbeiten. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ein Bildverarbeitungsprogramm ausführen. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder eine andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC beispielsweise durch Auswertung des von der ersten Kamera CM1 erfassten Bildes einen mechanischen Versatz der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 gegenüber dem optischen System OS feststellen und einen Versatzvektor ermitteln. Optional korrigieren der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC diesen von ihr festgestellten Versatz der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 gegenüber dem optischen System OS. Beispielsweise können der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC mittels einer translatorischen Positioniervorrichtung in X-Richtung XT und/oder einer translatorischen Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT den festgestellten Versatzvektor eliminieren. Hierzu verschiebt optional die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT das Substrat D mit der QuantenALU aus Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ in X-Richtung in der Art, dass die X-Komponente des festgestellten Versatzvektors optional im Wesentlichen 0 wird. Beispielsweise kann dabei optional die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB mittels einer X-Steuervorrichtung GDX für die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung steuern und Betriebsparameter der Positioniervorrichtung XT in X-Richtung abfragen. Die X-Steuervorrichtung GDX für die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung ist hierzu optional mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Optional führen dabei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC einen Regelalgorithmus durch, der einem Pl oder PI-Regler oder einem anderen geeigneten Regler entspricht. Des Weiteren verschiebt optional die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT das Substrat D mit der QuantenALU aus Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ in Y-Richtung in der Art, dass die Y-Komponente des festgestellten Versatzvektors optional im Wesentlichen 0 wird. Beispielsweise kann dabei optional die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB mittels einer Y-Steuervorrichtung GDY für die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung steuern und Betriebsparameter der Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung abfragen. Die Y-Steuervorrichtung GDY für die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung ist hierzu optional mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Optional führen dabei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder die andere geeignete Teilvorrichtung des Quantencomputers QC einen Regelalgorithmus durch, der einem PI oder Pl-Regler oder einem anderen geeigneten Regler entspricht. Optional weist der Quantencomputer QC auch eine Vorrichtung zur Refokussierung auf. Beispielsweise kann das optische System OS eine Teilvorrichtung umfassen, das eine Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung relativ zum Substrat D ermöglicht. Optional kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB diese Teilvorrichtung zur Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung steuern. Optional kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB auf Betriebsparameter dieser Teilvorrichtung zur Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung zugreifen und das konfokale Mikroskop des optischen Systems OS optional automatisch fokussieren. Optional regelt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB den Abstand zwischen optischem System OS und Substrat D in der Art nach, in Abhängigkeit von dem erfassten Bild der ersten Kamera CM1 unter Nutzung dieser Teilvorrichtung zur Verschiebung des optischen Systems OS in Z-Richtung, dass der Fokus der erfassten Bilder der ersten Kamera auf den fluoreszierenden Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 liegt und bei einwirkenden mechanischen Störungen auch verbleibt. Sofern die Steuervorrichtung µC durch Manipulationen des Quantenzustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 die Fluoreszenzstrahlung FL solcher Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 zu weit vermindert oder unterdrückt, so berücksichtigt die Steuervorrichtung µC die Fluoreszenzstrahlung FL dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optional nicht weiter für die Dauer dieses Zustands dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bei der Lageregelung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS bzw. bei der Fokusregelung des optischen Systems OS. Sofern die Steuervorrichtung µC durch Manipulationen des Quantenzustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 die Fluoreszenzstrahlung FL solcher Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in ausreichendem Maße ermöglicht oder erhöht, so berücksichtigt die Steuervorrichtung µC die Fluoreszenzstrahlung FL dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optional wieder für die Dauer dieses Zustands dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bei der Lageregelung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS bzw. bei der Fokusregelung des optischen Systems OS. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC umfasst also optional einen oder mehrere Regelkreise zur Stabilisierung der räumlichen Position der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ relativ gegenüber dem Fokuspunkt des optischen Systems OS und ggf. optional einen oder mehrere Regelkreise zur Stabilisierung des Fokus des optischen Systems OS auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder die nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Substrats D.

[0454] Optional regelt die Steuervorrichtung µC die Lichtquelle LD und/oder den Lichtquellentreiber LDRV in Abhängigkeit von dem erfassten Bild der ersten Kamera CM1 nach. Der Lichtquellentreiber LDRV ist hierzu optional mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Der Rechnerkern CPU kann über diesen Steuerdatenbus STB dann den Lichtquellentreiber LDRV steuern und dessen Betriebsparameter optional abfragen. Es ist denkbar, dass der vorgeschlagene Quantencomputer QC innerhalb der Lichtquelle LD und/oder innerhalb des Lichtquellentreibers LDRV eine optischen Überwachungsvorrichtung, beispielsweise eine Monitorfotodiode, mit einer dieser Monitorfotodiode zugehörigen Monitordiodenauswertevorrichtung, umfasst, die die Intensität der Emission der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD überwacht und deren Parameter erfasst. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann dann optional über den Steuerdatenbus SDB diese erfassten Parameter auslesen. Die Steuervorrichtung µC und/oder die besagte optische Überwachungsvorrichtung der Lichtquelle LD und/oder des Lichtquellentreibers LDRV und/oder eine andere Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputer QC können dann die Intensität der Emission der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD beispielsweise in Abhängigkeit vom Wert des Sendesignals S5 oder eines von Ihnen vorgegebenen anderen Parameters nachregeln.

[0455] Der Fotodetektor PD erfasst gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Der Fotodetektor PD wandelt die erfasste Fluoreszenzstrahlung FL in ein Empfängerausgangssignal S0. Ein Verstärker V verstärkt und/oder filtert optional das Empfängerausgangssignal S0. Optional verstärkt und/oder filtert der Verstärker V das Empfängerausgangssignal S0 in Abhängigkeit vom Sendesignal S5. Optional umfasst der Verstärker V einen oder mehrere Analog-zu-Digitalwandler. Optional kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung Werte dieser Analog-zu-Digital-Wandler über den Steuerdatenbus SDB abfragen. Optional wandelt ein Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers im Zusammenwirken mit einem internen Verstärker IW des Verstärkers V das Empfängerausgangssignal S0 in Messwerte von Abtastwerten des Empfängerausgangssignals S0.Optional ist zu diesem Zweck der Verstärker V mit dem Steuerdatenbus SDB verbunden. Optional kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung STV über den Steuerdatenbus SDB Betriebsparameter des Verstärkers V einstellen und/oder abfragen. Diese Betriebsparameter können beispielsweise die Verstärkung und/oder Filterparameter einer Filterung sein, die der Verstärker V durchführt.

Mikrowellenansteuerung MW/RF-AWFG, mWA

[0456] Der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform umfasst optional eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Beispielsweise kann eine solche Vorrichtung MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ einen oder mehrere Mikrowellen/-Radiofrequenzgeneratoren mit optional jeweils frei wählbarer Wellenform MW/RF-AWFG und eine oder mehrere über einen oder mehrere Wellenleiter an diese angeschlossenen Antennen mWA umfassen. Diese Antennen mWA erzeugen dann das besagte elektromagnetische Wellenfeld am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃.

[0457] Ein einfacher Draht kann bereits als Antenne mWA dienen, wenn die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 in ausreichend kleinem Anstand zu dem Draht angeordnet sind. Das besagte elektromagnetische Wellenfeld am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ hängt dabei von den Ausgangssignalen des einen oder der mehreren Mikrowellen/- Radiofrequenzgeneratoren mit optional jeweils frei wählbarer Wellenform MW/RF-AWFG ab. Optional steuert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB die eine oder mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Optional synchronisiert das Sendesignal S5 die Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ durch die eine oder mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Beispielsweise kann das Sendesignal S5 die Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ durch die eine oder mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit dem Lichtquellentreiber LDRV und damit mit der Emission der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD synchronisieren.

Steuervorrichtung µC

[0458] Optional umfasst der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform die bereits erwähnte Steuervorrichtung µC mit dem Rechnerkern CPU. Optional handelt es sich bei der Steuervorrichtung µC um einen konventionellen Digitalrechner in Von-Neumann- oder Harvard-Architektur. Die Steuervorrichtung µC umfasst optional einen Rechnerkern CPU und optional einen oder mehrere Daten- und Programmspeicher RAM NVM. Beispielsweise kann es sich um einen ARM-Controller handeln. Beispielsweise kann es sich bei dem Rechnerkern CPU um einen ARM-Cortex-A78AE für sicherheitskritische Anwendungen handeln. Der ARM-Cortex-A78AE zeichnet sich dadurch aus, dass er unterstützende Vorrichtungsteile und Funktionen zur Erfüllung der ISO 26262 ASIL B and ASIL D Sicherheitsanforderungen umfasst. Die hier vorgelegte Schrift schlägt daher vor, in bestimmten Fällen einen Rechnerkern CPU vorzusehen, der unterstützende Vorrichtungsteile und Funktionen zur Erfüllung der ISO 26262 ASIL B and ASIL D Sicherheitsanforderungen oder funktionsäquivalenter Standards wie IEC 61508 und/oder IEC 62061:2021, EN 61511, EN 50129, EN 62304, US RTCA DO-178B, US RTCA DO-254, EUROCAE ED-12B aufweist. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM bzw. die mehreren Daten- und Programmspeicher RAM NVM können ganz oder in Teilen als nicht flüchtige Speicher NVM und/oder ganz oder in Teilen als flüchtige Speicher RAM ausgelegt sein. Der Daten- und Programmspeicher der Steuervorrichtung µC kann ganz oder in Teilen nur lesbar sein, und ganz oder in Teilen beschreibbar/lesbar sein. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM kann beispielsweise ein RAM, ein SRAM, ein DRAM, ein ROM, ein EEPROM, ein PROM, ein Flash-Speicher und/oder dazu funktionsäquivalente Speicher umfassen. Die Steuervorrichtung µC kann eine Bootstrap-Vorrichtung zum Laden des Startprogramms in den Daten- und Programmspeicher umfassen. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM der Steuervorrichtung µC kann ein BIOS umfassen. Der Daten- und Programmspeicher RAM NVM der Steuervorrichtung µC kann einen Datenspeicher und/oder einen Programmspeicher umfassen. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann eine Datenschnittstelle DBIF zur Kommunikation mit anderen Rechnersystemen, insbesondere einer übergeordneten zentralen Steuereinheit ZSE, und zu Nutzerschnittstellen umfassen. Diese Datenschnittstelle DBIF kann drahtgebunden und/oder drahtlos sein. Die hier vorgelegte Schrift verweist auf die einschlägige Literatur zu Datennetzwerken.

Steuerungsaufgaben der Steuervorrichtung µC

[0459] Optional steuert die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform mittels ihres Rechnerkerns µC auch die Intensität und Modulation der Pumpstrahlung LB, und Intensitätsmodulation der Lichtquelle LD. Hierzu kann beispielsweise der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den zeitlichen Verlauf der Intensität, der von der Lichtquelle LD abgestrahlten Pumpstrahlung LB, steuern. Optional ist der zeitliche Intensitätsverlauf der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD pulsmoduliert. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert mittels des Wellenformgenerators WFG über den Lichtquellentreiber LDRV die Lichtquelle LED. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert dabei optional die Intensität Ip und/oder die zeitliche Lage t_sp der Pulse und/oder die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD. Über diese Intensität Ip der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Lage t_sp der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der Pumpstrahlung LB kann somit der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC beeinflussen. Daher kann über diese Intensität I_p der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Lage t_sp der Pulse der Pumpstrahlung LB und über die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der Pumpstrahlung LB somit der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die Zustände von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 der Quantenpunkte miteinander koppeln. Dabei synchronisiert die Vorrichtung beispielsweise mittels des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC diese Pulse der Pumpstrahlung LB und/oder mittels geeigneter Synchronisationen und/oder mittels Synchronisationssignale mit ggf. von dem Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG erzeugten Mikrowellen- und/oder Radiosignalen zur Ansteuerung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Ein solches Synchronisationssignal kann das Sendesignal S5 sein. Diese von dem Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG erzeugten Mikrowellen- und/oder Radiosignale beeinflussen die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 je nach Zustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ebenfalls. Über solche Beeinflussungen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC kann der Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC typischerweise auch die Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ beeinflussen und ggf. die Zustände nuklearer Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Zuständen von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 koppeln. Über solche Beeinflussungen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputers QC kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC typischerweise ebenso die Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1, CI2 , CI3 beeinflussen und ggf. die Zustände der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ untereinander koppeln.

[0460] Der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert optional die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Diese eine oder mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ erzeugen optional ein oder mehrere sich ggf. überlagernde elektromagnetische Felder am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Diese elektromagnetischen Felder sind dabei optional so gestaltet, dass sie eine geeignete Frequenz, insbesondere eine Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz, f_HF aufweisen, die typischerweise mit einem zeitlichen Hüllkurvenverlauf in Pulsform moduliert ist. Optional ist die Erzeugung der Pulse dieser gepulsten elektromagnetischen Felder mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF mit der Erzeugung der Pulse der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LED zeitlich, beispielsweise über das Sendesignal S5, synchronisiert. Ein solcher Puls dieser gepulsten elektromagnetischen Felder mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF beginnt optional zu einem Pulsstartzeitpunkt t_spHF relativ zum Referenzzeitpunkt t_0HF und weist optional eine Pulsdauer t_dHF auf. Der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC steuert dabei optional die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung des besagten elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der nuklearen Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Optional stellt der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC dabei die Frequenz des elektromagnetischen Feldes f_HF ein, das die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ erzeugen. Optional stellt der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ggf. auch einen Pulsstartzeitpunkt t_spHF relativ zum Referenzzeitpunkt t_0HF und ggf. eine Pulsdauer t_dHF eines zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ in Pulsform ein. Darüber hinaus stellt optional der besagte Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC auch die Amplitude I_pHF dieses Pulses ein, den diese Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA erzeugen.

[0461] Darüber hinaus steuert der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ggf. weitere Funktionen des verlegbaren Quantencomputers QC und dessen Teilvorrichtungen und Verfahren. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Paare aus zwei Quantenpunkten und die Paare aus jeweils einem Quantenpunkt und jeweils einem nuklearen Kernquantenpunkt weisen typischerweise unterschiedliche Resonanzfrequenzen f_HF auf. Ursache sind zum Ersten die unterschiedlichen räumlichen Abstande der Quantenpunkte innerhalb der verschiedenen Paare aus zwei Quantenpunkten untereinander, und zum Zweiten die unterschiedlichen räumlichen Abstände innerhalb der verschiedenen Paare aus einem Quantenpunkt und einem diesem Quantenpunkt jeweils zugeordneten nuklearen Kernquantenpunkt. Optional misst der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC zu Beginn des Betriebes und/oder noch in der Fabrikationsstätte in einem Testlauf bzw. Probebetrieb diese Resonanzfrequenzen f_HF aus. Hierzu nutzt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die oben beschriebenen Mittel. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1. Die so ermittelten Resonanzfrequenzwerte speichert der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional in einem Speicher NVM der Steuervorrichtung µC als gespeicherte Resonanzfrequenzen ab. Optional ist dieser Speicher ein nicht flüchtiger Speicher NVM. Dies hat den Vorteil, dass diese Ermittlung der Resonanzfrequenzen durch einen Scanvorgang mit einem typischerweise schrittweisen Durchstimmen der Frequenz f_HF dann seltener notwendig ist und nicht bei jedem Neustart des Quantencomputers QC notwendig ist. Im Betrieb nutzt der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC diese im Speicher NVM der Steuervorrichtung µC gespeicherten Resonanzfrequenzen, um die Frequenz f_HF des zu erzeugenden elektromagnetischen Feldes so einzustellen, dass eine oder mehrere Vorrichtungen MW/RF-AWFG, mWA zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes gezielt den Zustand eines ganz bestimmten Quantenpunkts und/oder gezielt den Zustand eines ganz bestimmten Paars von Quantenpunkten und/oder eines ganz bestimmten Paars aus einen Quantenpunkt und einem Kernquantenpunkt und/oder gezielt die Zustände einer ganz bestimmten Gruppe von Quantenpunkten beeinflussen können. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift ausdrücklich nochmals auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1.

[0462] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Lichtquellentreiber LDRV steuern und Betriebsparameter des Lichtquellentreibers LDRV wie beispielsweise interne Temperaturen, interne Versorgungsspannungen etc., auslesen.

[0463] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Lichtquelle LD steuern und Betriebsparameter der Lichtquelle LD, wie Temperatur, Lichtabstrahlungsintensität etc. auslesen.

[0464] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Wellenformgenerator WFG steuern, und Betriebsparameter des Wellenformgenerators WFG auslesen. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Verstärker V steuern und Betriebsparameter des Verstärkers V, wie beispielsweise Verstärkungen und/oder Filterparameter, auslesen.

[0465] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die, durch Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V, und durch den Verstärker V verstärkten und gefilterten, Messwerte des Empfängerausgangssignals S0 des Fotodetektors PD erfassen und auslesen. Sofern möglich, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF den Fotodetektor PD konfigurieren und ggf. weitere Betriebsparameter, wie beispielsweise eine Vorspannung oder eine Temperatur auslesen oder die Vorspannung einstellen.

[0466] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und eine erste Kameraschnittstelle CIF die erste Kamera CM1 konfigurieren und auslesen. Optional erfasst die erste Kamera CM1 ein Bild des Substrats D. Optional erfasst die erste Kamera CM1 ein Bild der Verteilung der Fluoreszenzstrahlung FL des Substrats D und übermittelt dieses Bild optional an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC. Optional erfasst die erste Kamera CM1 also ein Bild der Verteilung der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Substrats D und übermittelt dieses Bild optional an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann die erste Kamera CM1 somit steuern und Betriebsparameter und Daten der Kamera CM1 auslesen.

[0467] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die X-Steuervorrichtung GDX für die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung steuern und Betriebsparameter der X-Steuervorrichtung GDX auslesen und ggf. anpassen.

[0468] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Y-Steuervorrichtung GDY für die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung steuern und Betriebsparameter der Y-Steuervorrichtung GDY auslesen und ggf. anpassen. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die X-Steuervorrichtung GDX die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung steuern und Betriebsparameter der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung auslesen und ggf. anpassen.

[0469] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die Y-Steuervorrichtung GDY die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung steuern und Betriebsparameter der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung auslesen und ggf. anpassen.

[0470] Optional erfasst der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise und optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die erste Kameraschnittstelle CIF und die erste Kamera CIM1 optional diese Position des Substrats D relativ zum optischen System OS erfassen und Änderungen dieser Position des Substrats D relativ zum optischen System OS mittels der Y-Steuervorrichtung GDY und der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung und mittels der X-Steuervorrichtung GDX und der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung so korrigieren, dass diese Korrekturen diese Änderungen dieser Position des Substrats D relativ zum optischen System OS rückgängig machen.

[0471] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB einen Temperatursensor ST auslesen und ggf. konfigurieren.

[0472] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB in Abhängigkeit von der mit dem Temperatursensor ST erfassten Temperatur ein oder mehrere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC neu konfigurieren oder anders betreiben. Insbesondere kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC ein oder mehrere Lüfter des Quantencomputers QC, oder funktionsäquivalente Kühlvorrichtungen wie Wasser- oder Ölkühler mit entsprechenden Kühlmittelkreisläufen, in Betrieb setzen, oder in ihren Betriebsparametern so verändern, dass die mit dem Temperatursensor TS erfasste Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich bleibt. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC kann einen oder mehrere Temperatursensoren TS und einen oder mehrere Kühlmittelkreisläufe und/oder einen oder mehrere Lüfter aufweisen. Als Kühlmittel kommen alle geeigneten Fluide in Frage. Luft, Wasser und Öl sind optionale Beispiele für Kühlmittel. Die Kühlung dient typischerweise der Abfuhr der Abwärme von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC. Typischerweise ist eine Zieltemperatur im Bereich von 0°C bis 50°C optional. Ein militärischer Temperaturbereich von -40°C bis 125°C erscheint sinnvoll für militärische Anwendungen. Statt einer Kühlvorrichtung kann der Quantencomputer QC auch eine Heizung für Klimatisierungszwecke aufweisen, wobei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB in Abhängigkeit von der mit dem Temperatursensor ST erfassten Temperatur diese Heizung dann so steuert, dass das Innere des Quantencomputers QC eine Mindesttemperatur überschreitet. Die Heizung kann beispielsweise elektrisch, chemisch oder thermonuklear sein.

[0473] Optional erfasst der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS, und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise und optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die zweite Kameraschnittstelle CIF2 und die zweite Kamera CIM2 optional diese Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D, beispielsweise in der Seitenansicht, erfassen.

[0474] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und die zweite Kameraschnittstelle CIF2 die zweite Kamera CM2 konfigurieren und auslesen. Optional erfasst die zweite Kamera CM2 ein Bild des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D beispielsweise in der Seitenansicht. Optional beleuchtet zu diesem Zweck eine Leuchte LM mit einem Leuchtmittel den Bereich, den die zweite Kamera CM2 erfassen soll. Optional erfasst die zweite Kamera CM2 dieses Bild und übermittelt dieses Bild optional an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann die zweite Kamera CM2 somit steuern und Betriebsparameter und Daten der zweiten Kamera CM2 auslesen. Diese zweite Kamera CM2 ermöglicht es in Fernwartung den Positioniervorgang und die Positionierung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS mittels der translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und der translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung zu beobachten und zu überprüfen und ggf. den Positionierungsvorgang und die Positionierung des Substrats D gegenüber einem Permanentmagneten PM mittels der Positioniervorrichtung PV dieses Permanentmagneten PM zu beobachten und zu überprüfen, ohne das Gehäuse des Quantencomputers QC überprüfen zu müssen. Optional überträgt die zweite Kamera CM2 das Bild des beobachteten Bildbereichs über die zweite Kameraschnittstelle CIF2, den Steuerdatenbus SDB, die interne Datenschnittstelle MDBIF, den internen Datenbus INTDB der Steuervorrichtung µC, den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC, die externe Datenschnittstelle DBIF der Steuervorrichtung µC und den externen Datenbus EXTDB an eine übergeordnete Steuereinheit ZSE oder einen anderen Rechner, der über eine geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle verfügt. Diese Mensch-Maschine-Schnittstelle kann einen Bildschirm und eine Tastatur oder der gleichen aufweisen, sodass ein Bediener des Quantencomputers QC hier Eingaben für die Steuerung von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC oder des Quantencomputers QC als Ganzem vornehmen kann. Diese oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstelle kann zur Darstellung von Rechenergebnissen des Quantencomputers QC dienen, und/oder Statusmeldungen des Quantencomputers QC, insbesondere des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC, und/oder Betriebsparameter und/oder Statusmeldungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, darstellen. Insbesondere kann die Mensch-Maschine-Schnittstelle Bilder und/oder Video-Sequenzen der ersten Kamera CM1 und/oder der zweiten Kamera CM2 darstellen. Diese Bilder und/oder Video-Sequenzen können durch den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC oder einen Rechner, der über den externen Datenbus EXTDB mit dem verlegbaren Quantencomputer QC verbunden ist, für die Darstellung zuvor bearbeitet worden sein. Bei dem Rechner kann es sich um eine zentrale Steuereinheit ZSE handeln. Beispielsweise kann es sich bei diesen Bildern und/oder Video-Sequenzen um Falschfarbenbilder, Bildausschnitte, verzerrte Bilder und/oder Videos oder der gleichen handeln.

[0475] Die erste Kamera CM1 und/oder die zweite Kamera CM2 müssen nicht notwendigerweise RGB-Kameras sein. Vielmehr können sie auch empfindlich für für den Menschen nicht sichtbare Strahlung sein. Die erste Kamera CM1 und/oder die zweite Kamera CM2 können auch Multispektralkameras sein, um beispielsweise die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optimal beobachten zu können. Die erste Kamera CM1 umfasst optional eine Abbildungsoptik und eine bildgebende Fotodetektorschaltung, beispielsweise einen CCD-Sensor-IC, und eine Kameraauswerteelektronik, die an die erste Kameraschnittstelle CIF gekoppelt ist. Die zweite Kamera CM2 umfasst optional eine zweite Abbildungsoptik und eine zweite bildgebende Fotodetektorschaltung, beispielsweise einen zweiten CCD-Sensor-IC, und eine zweite Kameraauswerteelektronik, die an die zweite Kameraschnittstelle CIF2 gekoppelt ist.

[0476] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Steuervorrichtung PVC für eine Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM steuern und Betriebsparameter der Steuervorrichtung PVC für eine Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM auslesen und ggf. modifizieren.

[0477] Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Änderungen der Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und die Position eines Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D beispielsweise in der Seitenansicht erfassen und solche Änderungen der Position des Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D mittels einer Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM wieder ausgleichen. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC verwendet hierfür optional die Steuervorrichtung PVC für eine Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann hierdurch optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM mittels der Steuervorrichtung PVC steuern und Betriebsparameter der Positioniervorrichtung PV auslesen und ggf. modifizieren. Insbesondere kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielhaft optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mittels der Positioniervorrichtung PV die Position des Permanentmagneten PM optional steuern und verändern. Optional kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC Änderungen der Position des Permanentmagneten PM relativ zum Substrat D mittels der zweiten Kamera CM2 erfassen und mittels der Positioniervorrichtung PV wieder kompensieren.

[0478] Der Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform umfasst somit erste Mittel (CM1, CM2), um Änderungen der Anordnung von Vorrichtungsteilen (OS, D, PM) zueinander zu erfassen, und zweite Mittel (XT, YT, PV), um die erfassten Änderungen rückgängig zu machen. Die ersten Mittel können auch funktionsäquivalente Sensoren, insbesondere Positionssensoren umfassen. Die zweiten Mittel können auch andere funktionsäquivalente Aktoren umfassen.

[0479] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB einen Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) steuern und dessen Betriebsparameter auslesen und ggf. anpassen. Insbesondere kann beispielsweise optional der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erzeugte Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG programmieren bzw. einstellen oder die eingestellte Wellenform auslesen.

[0480] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA einstellen und konfigurieren und/oder eine solche Konfiguration der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA auslesen. Der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG steuert typischerweise die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA mit der vom Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG erzeugten Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG an. Die Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA bestrahlt das Substrat D mit den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 mit der elektromagnetischen Strahlung entsprechend der vom Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG erzeugten Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG.

[0481] Hierdurch manipuliert die elektromagnetische Strahlung entsprechend der vom Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG erzeugten Wellenformen des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ im Substrat D. Hierdurch kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ im Substrat D manipulieren. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann typischerweise über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mittels des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und der Lichtquelle LD ebenfalls aber in anderer Weise den Quantenzustand der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ im Substrat D manipulieren.

[0482] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Kühlvorrichtung KV des Substrats D und ggf. in der Figur 1 nicht eingezeichnete Hilfsvorrichtungen der Kühlvorrichtung KV des Substrats D steuern und deren Statusinformationen erfassen und auslesen. Bei der Hilfsvorrichtung der Kühlvorrichtung KV des Substrats D kann es sich beispielsweise um ein sogenanntes Closed Loop Helium Gas Cooling-System HeCLCS handeln, das Helium als Kühlmittel verwendet. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB das Closed Loop Helium Gas Cooling-System HeCLCS steuern. Beispielsweise kann dieses Kühlmittel eine Kühlfläche als Kühlvorrichtung KV durchströmen, wobei auf der Oberfläche der als Kühlvorrichtung KV dienenden Kühlfläche das Substrat D thermisch leitfähig befestigt ist, und wobei hierdurch das Substrat durch das Closed Loop Helium Gas Cooling-System HeCLCS gekühlt wird. Optional positionieren die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung den Verbund aus der Kühlvorrichtung KV und dem Substrat D.

[0483] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Ladevorrichtung LDV steuern und Betriebsparameter und Daten der Ladevorrichtung LDV auslesen. Ein solcher Betriebsparameter kann beispielsweise der Spannungswert der Netzspannung des elektrischen Versorgungsnetzes sein, das die Ladevorrichtung LDV mit elektrischer Energie versorgt.

[0484] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Trennvorrichtung TS steuern und Betriebsparameter und Daten der Trennvorrichtung TS auslesen. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Ausgänge der Ladevorrichtung LDV von der ersten Energiereserve BENG und/oder der zweiten Energiereserve BENG2 trennen, sodass diese, zum Ersten die erste Energiereserve BENG und/oder die zweite Energiereserve BENG2 nicht mehr mit elektrischer Energie lädt, und zum Zweiten die übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers nicht oder nur noch wesentlich wenigerstört. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Ausgänge der Ladevorrichtung LDV mit der ersten Energiereserve BENG und/oder mit der zweiten Energiereserve BENG2 verbinden, sodass diese die erste Energiereserve BENG und/oder die zweite Energiereserve BENG2 mit elektrischer Energie lädt.

[0485] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Energiereserve BENG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Energiereserve BENG auslesen. Beispielsweise kann die erste Energiereserve BENG mehrere Untermodule umfassen, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC überwacht. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Temperatur dieser Untermodule und/oder den Druck in diesen Untermodulen und/oder den Ladezustand dieser Untermodule erfassen. Hierzu umfasst die erste Energiereserve BENG optional geeignete Sensoren, deren Werte der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC erfassen kann. Im Fehlerfall kann dadurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC diesen Fehlerfall an den erfassten Parametern dieser Untermodule erfassen und fehlerhafte Untermodule aus dem Verband herausschalten und die entstehende Lücke überbrücken. Hierzu umfasst die erste Energiereserve BENG optional geeignete Schalter und/oder Umschalter, deren Schaltzustand der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beeinflussen kann. Optional kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Energieversorgung einer ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG beeinflussen.

[0486] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG erfassen und auslesen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Energieversorgung der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

Sofern DMA-Zugriffe der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC zulässig sind, können diese optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mittels eines DMA-Zugriffs auf die Steuervorrichtung µC und/oder den Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und/oder den Rechnerkern CPU und/oder die Steuervorrichtung µC und die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB auf Vorrichtungen außerhalb des Quantencomputers QC zugreifen.

[0487] Die ggf. vorhandenen internen Steuerrechner von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC können optional über die Steuervorrichtung µC und die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB mit Vorrichtungen außerhalb des Quantencomputers QC kommunizieren und mit diesen externen Vorrichtungen Daten austauschen. Bei solchen externen Vorrichtungen kann es sich beispielsweise um Steuergeräte eines Kraftfahrzeugs Kfz oder der gleichen handeln. Insbesondere ist ein Datenaustausch mit dem Internet oder einem vergleichbaren Datennetzwerk mit einer Vielzahl von Rechnersystemen denkbar. Zu diesen Rechnersystemen kann beispielsweise eine verlegbare zentrale Steuereinheit ZSE eines verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS gehören, deren Teil der verlegbare Quantencomputer QC sein kann.

[0488] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional den flüchtigen Speicher RAM der Steuervorrichtung µC mit Daten beschreiben und lesen. Typischerweise umfasst der Dateninhalt des flüchtigen Speichers RAM Programmdaten und/oder Betriebsdaten und/oder Programmbefehle.

[0489] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional die Daten des nicht flüchtigen Speichers NVM der Steuervorrichtung µC lesen. Optional umfasst der nicht flüchtige Speicher NVM der Steuervorrichtung µC einen beschreibbaren nicht flüchtigen Speicher wie einen Flash-Speicher. Typischerweise umfasst der Dateninhalt des nicht flüchtigen Speichers NVM Programmdaten und/oder Betriebsdaten und/oder Programmbefehle. Optional umfasst der Dateninhalt eines nicht flüchtigen und beschreibbaren Speichers NVM die Parameter der Resonanzfrequenzen für die Ansteuerung der Kernquantenbits CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃.

[0490] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional den Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC lesen, und/oder mit Daten beschreiben.

[0491] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB auf ein übergeordnetes Rechnersystem, beispielsweise eine zentrale Steuereinheit ZSE, und/oder die Steuervorrichtungen anderer Quantencomputer QC1 bis QC16 zugreifen.

[0492] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF auf den Steuerdatenbus SDB und über diesen Steuerdatenbus SDB auf andere Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC zugreifen.

[0493] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Lichtquellentreiber LDRV steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Lichtquellentreibers LDRV auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Leuchtintensität und andere einstellbare Betriebsparameter umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Lichtquellentreiber LDRV auslesen kann, können beispielsweise Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten, wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Lichtquellentreiber LDRV des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0494] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Wellenformgenerator WFG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Wellenformgenerators WFG auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Daten der zu erzeugenden Wellenform des Sendesignals S5 des Wellenformgenerators WFG und/oder die Geschwindigkeit/Frequenz der Erzeugung der so vorgegebenen Wellenform des erzeugten Sendesignals S5 des Wellenformgenerators WFG und andere einstellbare Betriebsparameter des Wellenformgenerators WFG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Wellenformgenerator WFG auslesen kann, können beispielsweise Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Wellenformgenerator WFG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0495] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Verstärker V steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Verstärker V auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Verstärkung und/oder Filterparameter des Verstärkers V und andere einstellbare Betriebsparameter des Verstärkers V umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Verstärker V auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Verstärker V des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0496] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Fotodetektor PD steuern, und/oder Betriebsparameter und Daten des Fotodetektor PD auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise die Verstärkung und/oder Filterparameter eines möglicherweise vorhandenen und in den Fotodetektor PD integrierten Ansteuerschaltkreises sein, der das eigentliche photonensensitive Element des Fotodetektors PD ansteuert und die für die Detektion von Photonen relevanten Werte erfasst und in ein auslesbares Signal wandelt. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Fotodetektor PD auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Fotodetektor PD des Quantencomputers QC überwachen und steuern. Im einfachsten Fall kann es sich aber auch um einen vollkommen passiven Fotodetektor PD ohne jede Intelligenz handeln, der lediglich ein analoges Ausgangssignal an den Verstärker V übergibt.

[0497] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und eine erste Kameraschnittstelle CIF die erste Kamera CM1 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Kamera CM1 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Kamera CM1 wie Helligkeit, Kontrast, Farbeinstellungen, Blenden, Fokus etc., und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten Kamera CM1 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Kamera CM1 auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Kamera CM1 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0498] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Kameraschnittstelle CIF steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten erste Kameraschnittstelle CIF auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Kameraschnittstelle CIF, wie Speichertiefe, DMA-Zugriffsparameter und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten Kameraschnittstelle CIF umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Kameraschnittstelle CIF auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten der ersten Kamera CM1, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Kameraschnittstelle CIF des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0499] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und eine zweite Kameraschnittstelle CIF2 die zweite Kamera CM2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Kamera CM2 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Kamera CM2 wie Helligkeit, Kontrast, Farbeinstellungen, Blenden, Fokus etc. der zweiten Kamera CM2 und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Kamera CM2 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Kamera CM2 auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Kamera CM2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0500] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die zweite Kameraschnittstelle CIF2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Kameraschnittstelle CIF2 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Kameraschnittstelle CIF2 wie Speichertiefe, DMA-Zugriffsparameter und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Kameraschnittstelle CIF2 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Kameraschnittstelle CIF2 auslesen kann, können beispielsweise die Bilddaten der zweiten Kamera CM2, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Kameraschnittstelle CIF2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0501] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB eine Leuchte mit einem Leuchtmittel LM zur Beleuchtung des Sichtfeldes der zweiten Kamera CM2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM wie Helligkeit, Ausrichtung und andere einstellbare Betriebsparameter der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Leuchte mit dem Leuchtmittel LM auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Leuchte mit dem Leuchtmittel LM des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0502] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB einen oder mehrere Temperatursensoren ST steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST und andere einstellbare Betriebsparameter des einen oder der mehreren Temperatursensoren ST umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem einen oder den mehreren Temperatursensoren ST auslesen kann, können Temperaturdaten, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den einen oder die mehreren Temperatursensoren ST des Quantencomputers QC und des Quantencomputers QC selbst überwachen und steuern.

[0503] Der eine Temperatursensor ST bzw. die mehreren Temperatursensoren ST können als temperatursensitive Sensorelemente beispielsweise NTC-Widerstände, PTC-Widerstände, PN-Übergänge, Thermoelemente (z. B. Platin/Rhodium Thermoelemente) oder dergleichen und/oder Auswerteelektroniken umfassen.

[0504] Insbesondere wenn der Quantencomputer QC in heißen oder sehr kalten Umgebungen eingesetzt werden soll, kann der Quantencomputer QC optional eine oder mehrere Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC als Ganzes aufweisen. Sofern der Quantencomputer QC in heißen oder sehr kalten Umgebungen eingesetzt werden soll, kann dann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB diese eine oder mehreren Heizvorrichtungen für den Quantencomputer QC und/oder diese eine oder mehreren Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC als Ganzes steuern und/oder Betriebsparameter und Daten dieser einen oder mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der einen oder der mehreren Heizvorrichtungen und/oder einer oder mehreren Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC und andere einstellbare Betriebsparameter der einen oder der mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem einen oder den mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC auslesen kann, können Temperaturdaten, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die eine oder die mehreren Heizvorrichtungen und/oder Kühlvorrichtungen für den Quantencomputer QC überwachen und steuern.

[0505] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen steuern und/oder Betriebsparameter und Daten des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG wie Wellenform, Wellenfrequenz, Amplitude, und zeitliche Verzögerung gegenüber einem Synchronisationssignal, wie beispielsweise dem Sendesignal S5, und andere einstellbare Betriebsparameter des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus dem Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsewise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte etc. umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0506] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB und über die Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz wie Empfindlichkeit, Bestromung und andere einstellbare Betriebsparameter des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus den Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0507] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Magnetfeldsteuerung MFSx steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx wie die einzustellende Stärke der magnetischen Flussdichte B_x in Richtung der ersten Richtung, die einzustellende Bestromung des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx und andere einstellbare Betriebsparameter der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Magnetfeldsteuerung MFSx auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Magnetfeldsteuerung MFSx des Quantencomputers QC überwachen und steuern. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy wie die einzustellende Stärke der magnetischen Flussdichte B_y in Richtung der zweiten Richtung, die einzustellende Bestromung des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0508] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz wie die einzustellende Stärke der magnetischen Flussdichte B_z in Richtung der dritten Richtung, die einzustellende Bestromung des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGy und andere einstellbare Betriebsparameter der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der dritten Magnetfeldsteuerung MFSz auslesen kann, können die Magnetfeldmesswerte, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz des Quantencomputers QC überwachen und steuern. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG wie die an andere Vorrichtungsteile zu liefernde Spannungswerte und maximale Stromstärken und andere einstellbare Betriebsparameter umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die erste Energieaufbereitungsvorrichtung SRG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0509] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die zweite Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 auslesen. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 wie die an andere Vorrichtungsteile zu liefernde Spannungswerte und maximale Stromstärken und andere einstellbare Betriebsparameter der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 auslesen kann, können interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0510] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Energiereserve BENG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Energiereserve BENG auslesen. Sofern die Energiereserve BENG über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten an diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Energiereserve BENG senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Energiereserve BENG, wie maximale Temperaturen etc., umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Energiereserve BENG verfügt optional über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der Energiereserve BENG zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren, oder Drucksensoren zur Messung des Binnendrucks von Batteriezellen, umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Energiereserve BENG auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Energiereserve BENG des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0511] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Energiereserve BENG steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der zweiten Energiereserve BENG2 auslesen. Sofern die zweite Energiereserve BENG2 über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten an diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der zweiten Energiereserve BENG2 senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der zweiten Energiereserve BENG2, wie maximale Temperaturen etc., umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der zweiten Energiereserve BENG2 verfügt optional über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der zweiten Energiereserve BENG2 zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren oder Drucksensoren zur Messung des Binnendrucks von Batteriezellen umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der zweiten Energiereserve BENG2 auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die zweite Energiereserve BENG2 des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0512] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Trennvorrichtung TS steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Trennvorrichtung TS auslesen. Sofern die Trennvorrichtung TS über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten an diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Trennvorrichtung TS senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Trennvorrichtung TS wie Schließzustand (verbunden/getrennt), maximale Temperaturen etc. umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Trennvorrichtung TS verfügt optional über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der Trennvorrichtung TS zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Trennvorrichtung TS auslesen kann, können beispielsweise interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Trennvorrichtung TS des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0513] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC kann beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB die Ladevorrichtung LDV steuern und/oder Betriebsparameter und Daten der Ladevorrichtung LDV auslesen. Sofern die Ladevorrichtung LDV über eine eigene Steuer- und Überwachungsvorrichtung verfügt, kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise optional über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB Steuerungsdaten and diese Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Ladevorrichtung LDV senden. Die Steuerungsdaten können beispielsweise Betriebsparameter der Ladevorrichtung LDV wie Netzspannung der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV, einzustellende Ausgangsspannungen der Ladevorrichtung LDV, maximale Temperaturen etc. umfassen. Die Steuer- und Überwachungsvorrichtung der Trennvorrichtung TS verfügt optional über Mittel, um wichtige, insbesondere sicherheitsrelevante Betriebsparameter der Ladevorrichtung LDV zu überwachen. Diese Mittel können Temperatursensoren, Spannungs- und Stromsensoren umfassen. Die Daten, die der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB aus der Ladevorrichtung LDV auslesen kann, können beispielsweise die tatsächliche Netzspannung der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV, tatsächlich eingestellte Ausgangsspannungen der Ladevorrichtung LDV, interne Stromstärken, interne Werte, elektrische Spannungen, Betriebstemperaturen, Identifikationsdaten wie beispielsweise die Seriennummer etc., und daraus abgeleitete Werte umfassen. Typischerweise kann hierdurch der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die Ladevorrichtung LDV des Quantencomputers QC überwachen und steuern.

[0514] Der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform weist optional eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV auf, die den Quantencomputer QC überwacht, während der Quantencomputer QC ein Quantencomputerprogramm mit einem Quantencomputerprogrammablauf ausführt, das optional in seinem Speicher RAM, NVM abgelegt ist. Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu auf die noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 10 2021 110 964.7 und deren ggf. durch Prioritätsinanspruchnahme entstandenen Nachanmeldungen. Diese Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV überwacht den korrekten Quantencomputerprogrammablauf des Quantencomputerprogramms des Quantencomputers QC. Optional überwacht die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zumindest den Wert und/oder Werteverlauf zumindest eines, besser mehrerer und optimal aller der folgenden Betriebsparameter:

• einen oder mehrere Werte von Betriebsspannungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC,
• einen oder mehrere Werte von Stromaufnahmen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC,
• den Prozessortakt des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC und/oder dessen Frequenz,
• die Prozessortakte anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC und/oder deren Frequenz,
• die Lichtabgabe der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC, insbesondere die Intensität der Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD,
• die Signalerzeugung des Wellenformgenerators WFG des Quantencomputers QC,
• die Funktionstüchtigkeit der Datenschnittstelle DBIF,
• die Funktionstüchtigkeit der internen Datenschnittstelle MDBIF,
• die Funktionstüchtigkeit des Lichtquellentreibers LDRV,
• die Funktionstüchtigkeit des Verstärkers V,
• die Funktionstüchtigkeit des Fotodetektors PD,
• die Temperatur mittels eines Temperatursensors ST,
• die Funktionstüchtigkeit des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen,
• die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz,
• die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz,
• die Funktionstüchtigkeit der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG,
• die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2,
• die Funktionstüchtigkeit der Energiereserve BENG,
• die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2,
• die Funktionstüchtigkeit der Trennvorrichtung TS,
• die Funktionstüchtigkeit der Ladevorrichtung LDV,

- -die Detektionsfähigkeit von elektromagnetischer Strahlung eines Fotodetektors,

- -die bestimmungsgemäß korrekte Erzeugung elektromagnetischer Felder, insbesondere von Mikrowellenfeldern und/oder Radiowellenfeldern durch eine Vorrichtung des Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenbits QUB,

- -den komplexen und/oder realen und/oder imaginären Leitwert einer Leitung und der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA, die Teil der Vorrichtung des Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ist.

Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV

[0515] Optional sind die T2-Zeiten der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ begrenzt. Daher können zwischen zwei Quantencomputerberechnungen zeitliche Pausen entstehen, in denen eine Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Funktionstüchtigkeit der restlichen Bereiche des Quantencomputers QC prüfen kann.

[0516] Optional führt also der Quantencomputer QC seine Quantencomputerberechnungen innerhalb von ersten Zeiträumen aus, die typischerweise kürzer als die T2-Zeiten der der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ sind. Die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV führt Prüfungen der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC optional innerhalb von zweiten Zeiträumen durch. Die ersten Zeiträume sind optional von den zweiten Zeiträumen verschieden. Eine Quantencomputerberechnung im Sinne dieser Schrift umfasst optional zumindest eine Quantenoperation, wie beispielsweise eine Initialisierung eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder beispielsweise die Ausführung eines Quanten-Gates wie beispielsweise einer CNOT-Operation oder einer CCNOT-Operation oder eines Hadamard-Gates oder eines π-Pulses oder eines X-Gates etc.

[0517] Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf das Buch von Steven Prawer (Herausgeber), Igor Aharonovich (Herausgeber), "Quantum Information Processing with Diamond: Principles and Applications", Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Band 63, Woodhead Publishing, 8. Mai 2014, ISBN-10 : 0857096567, ISBN-13 : 978-0857096562. Da das Ergebnis einer Quantenberechnung des Quantencomputers QC nur mit einer gewissen Statistik korrekte Ergebnisse liefert, sammelt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV mehrere der als Antwort des restlichen Quantencomputers QC von dem Rechnerkern CPU übermittelten Ergebnisse mehrerer gleichartiger Anfragen der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zur Durchführung von Quantenberechnungen an den Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC und wertet diese optional statistisch aus. Weicht die ermittelte Statistik der von dem Rechnerkern CPU übermittelten Ergebnisse mehrerer gleichartiger Anfragen der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zur Durchführung von Quantenberechnungen an den Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC von einer erwarteten Statistik um mehr als x*σ ab, so schließt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV typischerweise auf einen Fehler des Quantencomputers QC. Hierbei steht σ für die Standardabweichung der statistischen Verteilung des Werts der erwarteten Antwort. Optional liegt x in der Größe zwischen 1 und 4. Je nach Art des Fehlers bei der Ausführung eines Quantencomputerprogramms initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme, oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Im einfachsten Fall können beispielhafte Gegenmaßnahmen beispielsweise ein Zurücksetzen und neues Initialisieren des Quantencomputers QC und/oder von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC und/oder der Start eines umfangreicheren Selbsttestprogrammes umfassen.

[0518] Eine optionale Gegenmaßnahme kann beispielsweise auch eine translatorische Verschiebung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS sein, sodass andere Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit anderen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ die bisher benutzten Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ersetzten. In dem Fall ist eine Neuinitialisierung des Quantencomputers QC unvermeidbar. Insbesondere ermittelt der Rechnerkern CPU mittels der Verfahren der DE 10 2020 007 977 B4 die Resonanzfrequenzen zur Ansteuerung und Manipulation und Verschränkung der anderen Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit anderen Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und speichert diese optional in seinem nicht flüchtigen Speicher NVM und weniger optional in seinem flüchtigen Speicher RAM ab. Für die eine translatorische Verschiebung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS nutzt der Rechnerkern CPU optional die translatorische Positioniervorrichtung XT des Substrats D in X-Richtung und die translatorische Positioniervorrichtung des Substrats D in Y-Richtung.

[0519] Optional kann darüber hinaus die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in dem ersten Zeitraum eine vorgegebene Quantencomputerberechnung durchzuführen und das Ergebnis der Quantencomputerberechnung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV zurück zu übermitteln. Antwortet der verlegbare Quantencomputers QC nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC so kann ein Fehler vorliegen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb von erwarteten Wertebereichen liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Hierfür führt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC optional statistische Aufzeichnungen. Entspricht die statistische Verteilung der Inhalte der Antworten des Rechnerkerns CPU der Steuerungsvorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC nicht einer erwarteten statistischen Verteilung, so schließt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC optional ebenfalls auf einen Fehler. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des verlegbaren Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0520] Eine solche Prüfung prüft optional auch die bestimmungsgemäß korrekte Erzeugung elektromagnetischer Felder, insbesondere von Mikrowellenfeldern und/oder Radiowellenfeldern durch eine Vorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Eine solche Prüfung testet zum Teil auch den komplexen und/oder realen und/oder imaginären Leitwert einer Leitung und der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA, die Teil der Vorrichtung des Quantencomputers QC zur Manipulation eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 ist.

[0521] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen einen oder mehrere Werte von Betriebsspannungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, von anderen Vorrichtungsteilen in den zweiten Zeiträumen abzufragen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0522] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen einen oder mehrere Werte von Stromaufnahmen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, von anderen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen abzufragen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0523] Der Taktgeber OSZ des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC versorgt optional den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC mit einem Takt zum Betrieb des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC. Der Taktgeber OSZ des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC kann darüber hinaus optional weitere Digitalschaltungen und Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC mit einem Takt zum Betrieb dieser Digitalschaltungen und Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC versorgen.

[0524] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere während oder nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen und/oder dem zweiten Zeitraum, den Prozessortakt mittels des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC und/oder dessen Frequenz zu überprüfen. Tritt ein Fehler, wie eine falsche Prozessortaktfrequenz oder ein Prozessortakt-Jitter auf, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Prozessortakt als fehlerhaft. Somit überwacht die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC optional den Taktgeber OSZ des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0525] Je nach Art eines Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen maximalen Häufigkeitswert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0526] Optional verfügt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC über eine eigene Überwachungstakterzeugung ÜOSZ. Optional versorgt die Überwachungstakterzeugung ÜOSZ die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC typischerweise die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC mit einem Takt zum Betrieb der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen den Prozessortakt der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC und/oder dessen Frequenz und/oder die Überwachungstakterzeugung ÜOSZ überprüfen. Tritt ein Fehler, wie eine falsche Prozessortaktfrequenz oder ein Prozessortakt-Jitter auf, so bewertet der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC den Prozessortakt der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC als fehlerhaft. Somit überwacht der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC optional die Überwachungstakterzeugung ÜOSZ der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC. Je nach Art eines Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0527] Optional verfügt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV über eine separate Energieversorgung mit optional einer weiteren Energiereserve und einer eigenen Energieaufbereitungsvorrichtung. Optional speisen die Ladevorrichtung LDV oder eine andere weitere Ladevorrichtung diese weitere eigene Energieaufbereitungsvorrichtung und/oder das Laden dieser weiteren Energiereserve. Diese optionalen Vorrichtungsteile, die weitere Energiereserve, die weitere Energieaufbereitungsvorrichtung und die weitere Ladevorrichtung und ggf. eine weitere Trennvorrichtung der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC und deren Verbindungsleitungen sind in der Figur 1 zur besseren Übersicht nicht mehr eingezeichnet.

[0528] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere während oder nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen und/oder dem zweiten Zeitraum Prozessortake anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC und/oder deren Frequenz zu überprüfen. Tritt ein Fehler, wie eine falsche Prozessortaktfrequenz oder ein Prozessortakt-Jitter auf, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den betreffenden Prozessortakt als fehlerhaft. Somit überwacht die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC optional auch die Taktgeber anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC. Diese Taktgeber anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC sind in der Figur 1 zur besseren Übersicht ebenfalls nicht eingezeichnet. Je nach Art eines Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers der anderen Prozessortakte anderer Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0529] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Lichtabgabe der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen einen oder mehrere Werte von Monitordioden der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen abzufragen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0530] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Ansteuerung der Lichtquelle LD des Quantencomputers QC durch den Lichtquellentreiber LDRV und die Funktionstüchtigkeit des Lichtquellentreibers LDRV zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels eines Analog-zu-Digitalwandlers oder dergleichen einen oder mehrere Werte der Betriebsparameter des Lichtquellentreibers LDRV und/oder einen oder mehrere Werte der Ansteuerungssignale des Lichtquellentreibers LDRV für die Lichtquelle LD des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zu erfassen und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0531] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen, die Erzeugung des Sendesignals S5 durch den Wellenformgenerator WFG des Quantencomputers QC zu überprüfen. Hierzu kann der Quantencomputer QC und/oder der Wellenformgenerator WFG über eine Messvorrichtung, beispielsweise ein digitales Speicheroszilloskop oder eine ähnlich Signalerfassungsvorrichtung umfassen, das den zeitlichen Verlauf des Sendesignals S5 erfasst. Beispielsweise kann es sich um einen Analog-zu-Digitalwandler handeln, der diesen Signalverlauf des Sendesignals S5 erfasst. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen den Wellenformgenerator WFG des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Erzeugung eines Sendesignals S5 veranlassen, und mittels der besagten Signalerfassungsvorrichtung den zeitlichen Verlauf des Sendesignals S5 zu erfassen. Optional bewertet der Rechnerkern CPU den so erfassten zeitlichen Verlauf des Sendesignals S5 und übermittelt das Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC den erfassten Signalverlauf des Sendesignals S5 an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV den erfassten Signalverlauf des Sendesignals S5 bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU soll dabei innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0532] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Erzeugung des Ausgangsignals mittels des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC zu überprüfen. Hierzu kann der Quantencomputer QC und/oder der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC eine Messvorrichtung, beispielsweise ein digitales Speicheroszilloskop oder eine ähnlich Signalerfassungsvorrichtung, umfassen, die den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC erfasst. Beispielsweise kann es sich um einen Analog-zu-Digital-Wandler handeln, der diesen Signalverlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC erfasst. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer bestimmten Wellenform zu Testzwecken zu veranlassen, und mittels der besagten Signalerfassungsvorrichtung den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC zu erfassen. Auch kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels der Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer bestimmten Wellenform zu Testzwecken zu veranlassen und mittels der besagten Signalerfassungsvorrichtung die von der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA reflektierte Leistung nach Betrag und/oder Phase zu erfassen und so auf die Impedanz der Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne MWA und ihrer Zuleitung zu schließen und diese zu erfassen. Optional bewertet der Rechnerkern CPU den so erfassten zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC und /oder der erfassten Messwerte und übermittelt das Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC den erfassten Signalverlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV den erfassten Signalverlauf des Ausgangssignals des Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerators MW/RF-AWFG des Quantencomputers QC bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU soll dabei innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0533] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Datenschnittstelle DBIF zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen zur Kommunikation über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB mit einem übergeordneten Rechnersystem zu Testzwecken in den zweiten Zeiträumen zu veranlassen. Bei dem übergeordneten Rechnersystem kann es sich beispielsweise um eine zentrale Steuereinheit ZSE handeln. Optional antwortet das übergeordnete Rechnersystem innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne mit einer bewertbaren Antwort. Optional bewertet der Rechnerkern CPU die über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB von dem externen Rechnersystem erhaltene Nachricht und übermittelt des Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC die über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB von dem externen Rechnersystem erhaltene Nachricht an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV die über die Datenschnittstelle DBIF und den externen Datenbus EXTDB von dem externen Rechnersystem erhaltene Nachricht bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU und des übergeordneten Rechnersystems, beispielsweise der zentralen Steuereinrichtung ZSE, soll dabei optional innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung.

[0534] Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0535] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung, in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der internen Datenschnittstelle MDBIF zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen zur Kommunikation über die internen Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB mit einem internen Rechnerkern eines anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zu veranlassen. Optional antwortet der interne Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne mit einer bewertbaren Antwort. Optional bewertet der Rechnerkern CPU die über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB von dem internen Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC erhaltene Nachricht und übermittelt des Ergebnis dieser Bewertung an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV. Ebenso ist es denkbar, dass der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC die über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB von dem internen Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC erhaltene Nachricht an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV als Antwort auf die Anfrage der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV übermittelt und dann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV die über die internen Datenschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB von dem internen Rechnerkern des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC erhaltene Nachricht bewertet. Die Antwort des Rechnerkerns CPU und des internen Rechnerkerns des anderen Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC soll dabei optional innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC erfolgen. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0536] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit des Verstärkers V und die Funktionstüchtigkeit des Fotodetektors PD zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen die Lichtquelle LD des Quantencomputers QC zu einer definierten Lichtemission oder eine Teststrahlungsquelle des Quantencomputers QC in den zweiten Zeiträumen zur Abgabe einer Testlichtemission veranlassen, die den Fotodetektor PD bestrahlt, und/oder den Fotodetektor PD zur Erzeugung eines Testsignals für den Verstärker V in den zweiten Zeiträumen veranlasst und die erfassten Werte im Verstärker V abfragt und/oder Betriebsparameter des Verstärkers V und des Fotodetektor PD erfasst und innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weitergibt. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0537] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC kann die optional vorgesehene Teststrahlungsquelle des Quantencomputers QC typischerweise über die interne Datenbusschnittstelle MDBIF und den internen Datenbus INTDB und den Steuerdatenbus SDB steuern. Typischerweise kann die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC den Fotodetektor PD des Quantencomputers QC beispielsweise mittels einer optischen Teststrahlungsquelle mit einem optischen Testsignal bestrahlen, um die Funktionstüchtigkeit des Quantencomputers QC sicherzustellen. Zur besseren Übersicht ist diese Teststrahlungsquelle des verlegbaren Quantencomputers QC zur Bestrahlung des Fotodetektors PD mit Teststrahlung in der Figur 1 nicht eingezeichnet.

[0538] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen Temperaturen innerhalb des Quantencomputers QC mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren ST zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen eine oder mehrere Temperaturen innerhalb des Quantencomputers QC mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren ST des Quantencomputers QC zu erfassen und die erfassten Temperaturmesswerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0539] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz und/oder die Funktionstüchtigkeit der Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder die Funktionstüchtigkeit der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels der Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz des Quantencomputers QC verschiedene magnetische Flussdichten einzustellen und mittels der Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz zu erfassen, und die erfassten Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0540] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit der weiteren Energieaufbereitungsvorrichtungen zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels der ersten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG und/oder der zweiten Energieaufbereitungsvorrichtung SRG2 und/oder der weiteren Energieaufbereitungsvorrichtungen bestimmte Versorgungsspannungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC einzustellen und/oder zu modifizieren, und beispielsweise mittels Messvorrichtungen deren Spannungswerte und/oder Stromwerte zu erfassen und die erfassten Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0541] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven und/oder ggf. weiterer Vorrichtungsteile oder bereits benannter Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen mittels Ladevorrichtungen, wie der bereits benannten Ladevorrichtung LDV, den Ladezustand der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven und/oder ggf. weiterer Vorrichtungsteile zu verändern und dabei die Werte der jeweiligen Stromaufnahme und des Spannungsverlaufs mittels geeigneter Messmittel des Quantencomputers QC zu erfassen und so beispielsweise auf die Impedanz dieser Energiereserven zu schließen. In dem Fall veranlasst die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels der besagten Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB die erfassten Messwerte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

[0542] Optional kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU veranlassen, insbesondere nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den zweiten Zeiträumen die Funktionstüchtigkeit der Trennvorrichtung TS des Quantencomputers QC und die Funktionstüchtigkeit der Ladevorrichtung LDV des Quantencomputers QC zu überprüfen. Beispielsweise kann die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels einer Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB veranlassen, nach der Durchführung einer Quantencomputerberechnung in den ersten Zeiträumen die Trennvorrichtung TS zu öffnen und mittels der Ladevorrichtungen, wie der bereits benannten Ladevorrichtung LDV, den Ladezustand der der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven und/oder ggf. weiterer Vorrichtungsteile zu verändern und dabei die Werte der jeweiligen Stromaufnahme und des Spannungsverlaufs mittels geeigneter Messmittel des Quantencomputers QC zu erfassen und die Trennvorrichtung TS zu schließen und mittels der Ladevorrichtungen, wie der bereits benannten Ladevorrichtung LDV, den Ladezustand der der Energiereserve BENG und/oder die Funktionstüchtigkeit der zweiten Energiereserve BENG2 und/oder die Funktionstüchtigkeit ggf. weiterer Energiereserven und/oder ggf. weiterer Vorrichtungsteile erneut zu verändern und dabei zweite Werte der jeweiligen Stromaufnahme und des Spannungsverlaufs mittels geeigneter Messmittel des Quantencomputers QC zu erfassen. In dem Fall veranlasst die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC den Rechnerkern CPU mittels der besagten Anfragebotschaft über den internen Datenbus INTDB die erfassten Messwerte und zweiten Messwert innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters an die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC weiterzugeben. Antwortet der Rechnerkern CPU nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensterst nach der Stellung der Anfrage durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC an den Rechnerkern CPU der Steuerungsvorrichtung µC des Quantencomputers QC mit den zweiten Werten, die innerhalb erwarteter Wertebereiche liegen, so bewertet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC die Ausführung als fehlerhaft. Je nach Art des Fehlers initiiert die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC eine Gegenmaßnahme oder ändert die Datenbasis einer statistischen Auswertung. Überschreitet beispielsweise die Häufigkeit eines bestimmten Fehlers einen zulässigen Wert, so leitet die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC Gegenmaßnahmen ein. Dabei kann es sich um die in der hier vorgelegten Schrift bereits beschriebenen Gegenmaßnahmen oder andere Gegenmaßnahmen handeln.

Quantencomputersystem QSYS

[0543] Wenn der vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC in ein Quantencomputersystem QUSYS mit einem zweiten, optional mobilen Quantencomputer QC2 eingebunden ist, kann es vorteilhaft sein, wenn über mindestens eine Signalverbindung, beispielsweise einen externen Datenbus EXTDB von dem Quantencomputer QC eine Signalisierung, insbesondere eines Quantencomputerberechnungsergebnisses, an den zweiten Quantencomputer QC2 und/oder umgekehrt erfolgen kann.

[0544] Optional umfasst das verlegbare Quantencomputersystem QUSYS mit wenigstens zwei Quantencomputern, einen ersten verlegbaren Quantencomputer QC1 und einen zweiten verlegbaren Quantencomputer QC2, mit mehreren Messeinrichtungen zur Erfassung von Betriebsgrößen des Quantencomputersystems QUSYS oder einer Vorrichtung oder eines Systems. Dabei hängen typischer Weise ggf. die Zustände der Vorrichtung bzw. des Systems von dem Quantencomputersystem QUSYS ab, wobei der erste verlegbare Quantencomputer QC1 optional zumindest zweitweise die gleiche Quantencomputerberechnung durchführt, die der zweite verlegbare Quantencomputer QC2 durchführt. Dabei umfasst die Quantencomputerberechnung optional eine Überwachungsmaßnahme zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des jeweiligen verlegbaren Quantencomputers QC1, QC2. Dabei führt optional der erste verlegbare Quantencomputer QC1 die Quantencomputerberechnung des ersten verlegbaren Quantencomputers QC1 unabhängig von der Durchführung der Quantencomputerberechnung des zweiten verlegbaren Quantencomputers QC2 durch. Dies ermöglicht den Vergleich der Ergebnisse der Quantencomputerberechnungen durch die Rechnerkerne CPU der Steuervorrichtungen µC der verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 und/oder die Quantencomputerüberwachungsvorrichtungen QUV der verlegbaren Quantencomputer QC1, QC1.

Verfahren zur Überwachung

[0545] Die hier vorgelegte Schrift schlägt darüber hinaus ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Überwachung des Ablaufs eines auf mindestens einer Steuervorrichtung µC eines verlegbaren Quantencomputers QC ablauffähigen Quantencomputerprogramms mittels einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC vor. Dabei umfasst der verlegbare Quantencomputer QC optional Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und optional Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und die Steuervorrichtung µC mit dem Rechnerkern CPU und erste Mittel zur Manipulation von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. zur Manipulation von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC und zweite Mittel zum Auslesen des Zustands von Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Dabei steuert optional der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die ersten Mittel zur Manipulation von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC und die zweiten Mittel zum Auslesen des Zustands von Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC. Dabei löst die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV optional bei einer Manipulation einer Teilmenge der Quantenpunkte und/oder ggf. der Kernquantenpunkte der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und ggf. Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC während der Quantencomputerprogrammlaufzeit eine Ausnahmebedingung (Exception), insbesondere eine Unterbrechung (Interrupt) des Quantencomputerprogrammablaufs, aus, wenn diese Manipulation nicht vorgesehen war. Dies kann bei einem Programmsprung durch Störungen wie kosmische Strahlung geschehen, was hierdurch abgefangen wird.

[0546] Die hier vorgelegte Schrift schlägt für den verlegbaren Quantencomputer QC gemäß der erläuterten optionalen Ausführungsform einen nicht flüchtigen Speicher NVM vor, insbesondere einen Read-Only-Memory oder einen Flash-Memory oder einen nicht flüchtigen Speicher, für einen verlegbaren Quantencomputer QC insbesondere als Teil eines Steuergeräts eines Fahrzeugs. Optional ist in dem nicht flüchtigen Speicher NVM ein Quantencomputerprogramm abgespeichert, das auf mindestens einem Rechnerkern µC des Quantencomputers QC ablauffähig und zur Ausführung des vorbeschriebenen Verfahrens geeignet ist.

[0547] Die hier vorgelegte Schrift schlägt zur weiteren Absicherung der Funktionstüchtigkeit des verlegbaren Quantencomputers QC mit mindestens einem Rechnerkern CPU einer Steuervorrichtung µC und mit einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV das Folgende vor:
Auf dem mindestens einen Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC soll ein Quantencomputerprogramm ablauffähig sein. Die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV überwacht während der Quantencomputerprogrammlaufzeit den Ablauf des Quantencomputerprogramms während der Ausführung durch die anderen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC. Beim einem Zugriff des Rechnerkerns CPU auf einen bestimmten Adressbereich innerhalb eines Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC oder auf andere vorbestimmte Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC erzeugt die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV eine Ausnahmebedingung (Exception), insbesondere eine Unterbrechung (Interrupt) des Quantencomputerprogrammablaufs, woraufhin der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC die Ausführung des Quantencomputerprogramms typischerweise in optional vorbestimmter Weise unterbricht.

[0548] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC oder eine zentrale Steuereinheit ZSE oder ein anderes Rechnersystem, die beispielsweise mit dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den externen Datenbus EXTDB verbunden sein können, können beispielsweise die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV konfigurieren. Optional weist der Quantencomputer QC und/oder der Rechnerkern µC Mittel zum Durchlaufen einer Ausnahmebedingungs-Routine (Exception-Routine) nach dem Auslösen einer Ausnahmebedingung während der Quantencomputerprogrammlaufzeit auf. Die Ausnahmebedingungsroutine kann selbst wieder ein Quantencomputerprogramm sein.

Weiteres Überwachungsverfahren

[0549] Die hier vorgelegte Schrift schlägt ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS mit einem verlegbaren Quantencomputer QC und mit einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV mit folgenden beispielhaften Schritten vor:

• Überwachen des korrekten Quantencomputerprogrammablaufs des Quantencomputerprogramms des verlegbaren Quantencomputers QC, insbesondere durch die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV oder ein anderes Rechnersystem;
• Durchführen vorbestimmter Quantencomputerberechnungen mit mindestens einer Quantenoperation zur Berechnung vorbestimmter Quantencomputerberechnungsergebnisse in vorbestimmten Zeiträumen zu vorbestimmten Zeitpunkten, insbesondere durch den Quantencomputer QC, und
• Ansteuern einer Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV nach diesen vorbestimmten Zeitpunkten, und Durchführung eines Rücksetzens (Reset-Funktion) oder Re-initialisierens des Quantencomputers QC auf einen vordefinierten Quantencomputerprogrammrestartzustand oder dergleichen, wenn diese Ansteuerung nicht in vorbestimmter Weise erfolgt.

Datenbusse

[0550] Der Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform umfasst optional eine Datenschnittstelle DBIF mit der der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC mit übergeordneten Rechnersystemen und/oder anderen Quantencomputern QC2 kommunizieren und Daten austauschen kann. Insbesondere kann der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC über die Datenschnittstelle DBIF mit einer zentralen Steuereinheit ZSE kommunizieren und Daten austauschen. Die Datenschnittstelle kann drahtgebunden und/oder drahtlos sein.

[0551] Über die interne Datenschnittstelle MDBIF und den Steuerdatenbus SDB kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC und/oder die Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV mittels des verlegbaren Quantencomputers QC mit den Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC optional kommunizieren, und Daten und Signale austauschen.

Magnetisches System

[0552] Optional umfasst der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ein System zur Kompensation externer Magnetfelder und des Erdmagnetfelds. Hierzu verfügt der vorgeschlagene mobile verlegbare Quantencomputer QC optional über Sensorsysteme zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B. Optional erfasst das Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B diesen dreidimensionalen Vektor der magnetischen Flussdichte B in der Nähe des Substrats D. Beispielsweise kann das Sensorsystem zur dreidimensionalen Erfassung des dreidimensionalen Vektors der magnetischen Flussdichte B drei Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz für die drei Raumrichtungen X, Y, und Z umfassen. Es ist denkbar ein einziges Sensorsystem einzusetzen, wenn es die Ausrichtung des Magnetfelds zulässt. Beispielsweise kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSx für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse umfassen. Beispielsweise kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSy für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse umfassen. Beispielsweise kann der Quantencomputer QC einen Magnetfeldsensor MSz für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse umfassen.

[0553] Optional umfasst der vorgeschlagene mobile Quantencomputer QC magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz. Die magnetfelderzeugenden Vorrichtungen können Permanentmagnete PM und/oder Spulen MGx, MGy, MGz, insbesondere Helmholtzspulen und Helmholtzspulenpaare, als Magnetfelderzeugungsmittel umfassen. Die Permanentmagnete PM erzeugen permanent eine magnetische Flussdichte. Die Spulen MGx, MGy, MGz erzeugen eine magnetische Flussdichte entsprechend ihrer elektrischen Bestromung. Optional sind die Permanentmagneten PM und die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz Teil eines magnetischen Kreises. Optional, aber nicht notwendigerweise umfasst der magnetische Kreis ein Joch. Optional befindet sich der Permanentmagnet PM in einem Luftspalt. Optional kann eine Positioniervorrichtung PV den Permanentmagneten PM relativ zu dem Substrat D und/oder in dem Luftspalt neu positionieren und so die auf das Subastrat D mit den Quantenpunkten einwirkende magnetische Flussdichte B verändern.

[0554] Optional umfasst die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC eine Navigationsvorrichtung GPS, die dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC die aktuelle Position mitteilt. Optional kann die Steuervorrichtung µC mit Hilfe geomagnetischer Karten des Erdmagnetfelds die sich daraus ergebende Erdmagnetfeldstärke und deren magnetischen Flussdichteanteil bestimmen. Wird der Quantencomputer QC translatorisch bewegt, oder rotiert, so kann beispielsweise der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC Vorhersagewerte für zukünftige translatorische Koordinaten und/oder zukünftige Rotationen über den externen Datenbus EXTDB erhalten oder aus erhaltenen oder ermittelten Geschwindigkeitswerten und Rotationsgeschwindigkeitswerten voraussagen. Daher kann dann der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC Änderungen des auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zukünftig einwirkenden Magnetfelds voraussagen, und mittels einer Veränderung des im Quantencomputer QC erzeugten Magnetfelds mittels der magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz kompensieren.

[0555] Das Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Verhinderung von Störungen des Betriebs des verlegbaren Quantencomputers QC durch Änderungen externer Magnetfelder infolge einer Bewegung des verlegbaren Quantencomputers QC läuft optional wie folgt ab:
In einem ersten Schritt a) stellt die Steuervorrichtung µC optional beispielsweise mittels Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz das derzeit wirkende externe Magnetfeld fest. In einem zweiten Schritt erfasst die Steuervorrichtung µC beispielsweise mittels eines Navigationssystems NAV und/oder einer Positionsermittlungsvorrichtung GPS die aktuellen Koordinaten und/oder die aktuelle Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung. Auf Basis dieser Daten und ggf. zusätzlicher Daten, wie zum Beispiel einer elektronischen Karte des Erdmagnetfeldes berechnet beispielsweise die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC das zu erwartende neue externe Magnetfeld und passt optional die Bestromung der Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz so an, dass diese Änderung des externen Magnetfelds durch die Bewegung des Verlegbaren Quantencomputers QC im Wesentlichen nicht wirksam wird und die Berechnungsergebnisse von Quantencomputerprogrammen des verlegbaren Quantencomputers QC im Wesentlichen nicht beeinflussen.

[0556] Zur Vereinfachung der Darstellung wird hier angenommen, dass die Navigationsvorrichtung GPS nicht nur die translatorischen Koordinaten bestimmt, also beispielsweise die Position auf der Erdoberfläche, sondern auch die winkelmäßige Ausrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC und die Winkelgeschwindigkeit der Veränderung dieser Winkel. Nur unter Berücksichtigung der translatorischen Veränderungen und der rotatorischen Veränderungen der Position und Ausrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC kann das Rechnersystem CPU des verlegbaren Quantencomputers QC die notwendige Anpassung der Magnetfelderzeugung geeignet vorausberechnen und die magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz geeignet steuern. Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise die erste Magnetfeldsteuerung MFSx veranlassen, die Bestromung des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx, das optional eine magnetische Flussdichte B_x erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen.

[0557] Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional auch die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy veranlassen, die Bestromung des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy, das optional eine magnetische Flussdichte B_y erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen. Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional auch die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz veranlassen, die Bestromung des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGz, das optional eine magnetische Flussdichte B_z erzeugt, mit elektrischem Strom anzupassen.

[0558] Hierzu kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC beispielsweise auch die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM veranlassen, die Positionierung des Permanentmagneten PM, der optional eine permanente, räumlich inhomogene magnetische Flussdichte B erzeugt, räumlich anzupassen, und damit die magnetische Flussdichte am Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ anzupassen.

[0559] Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC erfasst mittels der besagten Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz optional das tatsächliche Magnetfeld und regelt die magnetische Flussdichte mittels der unmittelbar zuvor beschriebenen Stellglieder in Form der magnetfelderzeugende Vorrichtungen PM, MGx, MGy, MGz nach, um Abweichungen zwischen dem erfassten Vektor der magnetischen Flussdichte und dem gewünschten Vektor der magnetischen Flussdichte auszugleichen.

[0560] Optional umfasst der Quantencomputer QC ein Beschleunigungssensorsystem, das translatorische und/oder rotatorische Beschleunigungen erkennen kann und die entsprechenden Werte an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC liefert, sodass dieser ggf. Gegenmaßnahmen in Form von Gegenbeschleunigungen eines in den Figuren nicht gezeichneten Lageregelungssystems ergreifen kann. Ggf. kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC für einige solcher Gegenmaßnahmen die Positioniervorrichtung PV des Permanentmagneten PM und/oder die translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und/oder die translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung nutzen Auch kann ggf. der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC den Fokus des optischen Systems OS in Abhängigkeit von solchen Koordinatenprognosen und/oder Geschwindigkeitsprognosen und/oder Beschleunigungsprognosen für translatorische Bewegungen und rotatorische Bewegungen modifizieren, um den Fokus zu halten. Beispielsweise kann der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC auf Basis solcher Koordinatenprognosen und/oder Geschwindigkeitsprognosen und/oder Beschleunigungsprognosen für translatorische Bewegungen und rotatorische Bewegungen, Deformationen, und mechanische Schwingungen innerhalb des verlegbaren Quantencomputers QC vorhersagen und ggf. solche mittels geeigneter Sensoren wie Kameras und Positions- und Abstandssensoren innerhalb des Quantencomputers QC erkennen und kompensieren.

Energieversorgung

[0561] Der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform erhält optional seine Energie über eine Energieversorgung EV. Eine Ladevorrichtung LDV der Energieversorgung EV erhält die Energie extern aus einer Energiequelle PWR. Einen guten Überblick über mögliche elektrische Energiequellen gibt das Buch: Vasily Y. Ushakov (Autor), "Electrical Power Engineering: Current State, Problems and Perspectives (Green Energy and Technology)", Taschenbuch - 18. August 2018, Springer; 1st ed. 2018 Edition (18. August 2018), ISBN-10: 3319872850, ISBN-13: 978-3319872858.

[0562] Diese Energiequelle kann beispielsweise eine der folgenden Energiequellen sein:

Elektrischer Generator

[0563] Die Energiequelle kann ein elektrischer Generator sein, der mechanische Energie in elektrische Energie umsetzt. Bei der mechanischen Energie kann es sich beispielsweise um eine über eine Welle übertragene Energie oder die Energie eines sich bewegenden Fluids handeln. Es kann sich beispielsweise um eine elektrische Maschine, wie einen Synchron oder Asynchron oder Gleichstrommotor, einen Linearmotor, einen Reluktanzmotor oder einen BLDC-Motor oder dergleichen handeln, der die mechanische Energie einer linearen und/oder rotatorischen Bewegung mittels Induktion in Leitungen eines Stators und/oder Rotors in elektrische Energie umsetzt. Es kann sich auch um einen magnetohydrodynamischen Generator, kurz als MHD-Generator bezeichnet, handeln, der die Bewegung eines elektrisch leitenden Fluids in elektrische Energie umsetzt. Bei dem Fluid kann es sich um ein Plasma oder eine elektrisch leitende Flüssigkeit, beispielsweise eine Salzlösung oder ein geschmolzenes Metall handeln. Die eigentliche Energiequelle können beispielsweise ein Kernreaktor, ein Verbrennungsmotor, eine Heizvorrichtung, ein Jet-Triebwerk, ein Raketentriebwerk, ein Schiffsantrieb, ein Stirlingmotor, eine Turbine, eine Wasserturbine, eine Gasturbine, eine Wind-Turbine, ein Gezeitenkraftwerk, ein Wellenkraftwerk und dergleichen sein. Magnetohydrodynamische Generatoren sind beispielsweise aus den Schriften DE 20 2021 101 169 U1, WO 2021 159 117 A1, EP 3 863 165 A1, US 2021 147 061 A1, CN 108 831 576 B, US 2019 368 464 A1, WO 2019 143 396 A2, EP 3 646 452 B1, CN 20 634 1126 U, EP 3 279 603 B1, EP 3 400 642 B1, EP 3 345 290 B1, EP 3 093 966 B1, WO 2016 100 008 A2, DE 10 2014 225 346 A1, RU 2014 143 858 A, EP 3 007 350 B1, US 2016 377 029 A1, RU 2 566 620 C2, EP 3 075 064 A1, EP 2 874 292 B1, EP 2 986 852 B1, CN 10 385 5907 B, RU 126 229 U1, WO 2014 031 037 A2 bekannt. Aufgrund der Vielzahl der Schriften verzichtet die hier vorgestellte Schrift auf eine vollständige Aufzählung. Die hier vorgelegte Schrift verweist auf das Buch Hugo K. Messerle (Autor), "Magnetohydrodynamic Electrical Power Generation (UNESCO Energy Engineering Series)", John Wiley & Sons Ltd (1. August 1995), ISBN-10: 0471942529, ISBN-13: 978-0471942528.

Elektrochemische Zelle

[0564] Die Energiequelle kann eine elektrochemische Zelle sein. Dabei kann es sich beispielsweise um eine elektrochemische Zelle im weitesten Sinne handeln, die mittels chemischer Reaktionen elektrische Energie bereitstellt. Zu diesen elektrochemischen Zellen rechnet die die vorgelegte Schrift Akkumulatoren, Batterien und Brennstoffzellen.

Nukleare Energiequellen

[0565] Bei den nuklearen Energiequellen unterscheidet die hier vorgelegte Schrift zwischen solchen, die auf der einen Seite die nukleare Energie zuerst in mechanische Energie, beispielsweise mittels Dampfkreisläufen und Turbinen umsetzen und dann mittels der oben erwähnten Generatoren in elektrische Energie umsetzen und auf der anderen Seite die nukleare Energie direkt in elektrische Energie umsetzen. Hier nennt die hier vorgelegte Schrift beispielhaft betavoltaische Zellen und thermonuklearer Generatoren. Diese haben den Vorteil, dass sie mobil ausgeführt werden können. Daher passen sie besonders gut zu der hier vorgestellten technischen Lehre. Die hier in Betracht gezogenen Radionuklidbatterien nutzen optional die Isotope ⁶⁰Co, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹¹⁴Cs, ¹⁴⁷Pm, 210Pm, ²¹⁰Po, ²³⁸Pu, ²⁴²Cm, ²⁴¹Am, ²⁴³Am. Optional ist der verlegbare Quantencomputer QC durch eine Strahlenschirmung, beispielsweise aus Blei vor der Strahlung einer solchem nuklearen Energiequelle geschützt. Zu den Radionuklidbatterien gehören auch betavoltaische Zellen, die beispielsweise Betastrahlung von Betastrahlern unmittelbar in elektrische Energie umsetzen. Solche Radionuklidbatterien sind beispielsweise aus den Schriften DE 1 240 967 B, DE 1 564 070 B1, DE 2 124 465 B2, DE 7 219 216 U, DE 19 782 844 538 B1, DE 69 411 078 T2, US 5 443 657 A, US 5 859 484 A, DE 19 602 875 A1, DE 19 738 066 A1, DE 19 957 669 A1, DE 19 957 669 A1, US 8 552 616 B2, WO 2009 103 974 A1 und US 2018 226 165 A1 bekannt. Die Energiequelle kann auch eine erneuerbare Energiequelle, wie eine Solarzelle, ein Wasserkraftwerk mit einer Wasserturbine und einem Generator, oder eine Windkraftanlage mit einer Windturbine und einem Generator sein.

[0566] Die Energiequelle können auch herkömmliche Kohle-, Öl- und Gaskraftwerke sein, die kohlenstoffhaltige und/oder kohlenwasserstoffhaltige Brennstoffe verfeuern, um thermische Energie zu erzeugen, und dann die thermische Energie in mechanische Energie umsetzen, und dann die mechanische Energie in elektrische Energie umsetzen.

[0567] Die Energiequellen können so genannte Energy Harvesting Devices sein. Dabei handelt es sich um Vorrichtungen, die in der Umwelt oder sonst wie ohnehin vorhandene Energieunterschiede nutzen, um z. B. aus der Bewegungsenergie einer Person oder eines anderen bewegten Objekts oder aus thermischen Unterschieden, beispielsweise in Heizungssystemen, oder der gleichen, Energie zu gewinnen.

[0568] Schließlich kann die Energiequelle ganz einfach auch das Stromnetz sein, wobei die Primärenergiequelle dann unbestimmt bleiben kann.

[0569] Optional bereitet die Ladevorrichtung LDV die Energie der Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV soweit auf, dass die Ladevorrichtung LDV mit der Energie der Energieversorgung PWR eine Energiereserve BENG, BENG2 laden kann. Beispielsweise kann es sich um einen Spannungswandler und/oder einen Buck-Konverter oder einen Boost-Konverter oder um einen Buck-Boost-Konverter, je nach Art der Energieversorgung PWR, handeln. Optional überwacht die Ladevorrichtung LDV den Ladevorgang der jeweiligen Energiereserve BENG, BENG2, wenn sie diese lädt.

[0570] Sofern der Quantencomputer QC kein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder keine Quantenoperationen durchführt, kann die Ladevorrichtung LDV auch Vorrichtungsteile des verlegbaren Quantencomputers QC über jeweilige Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 versorgen. Optional lädt die Ladevorrichtung LDV dann auch eine oder mehrere der Energiereserven BENG, BENG2 des verlegbaren Quantencomputers QC. In dem Beispiel der Figur 1 weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC beispielhaft zwei Energiereserven BENG, BENG2 und zwei Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 auf. Die hier vorgelegte Schrift weist darauf hin, dass die Anzahl der Energiereserven, Energieaufbereitungsvorrichtungen und Ladevorrichtungen und Trennvorrichtungen größer als in dem Beispiel der Figur 2 sein kann.

[0571] Die Ladevorrichtung LDV stellt zwar optional eine Barriere für Transienten der Energieversorgung PWR dar. Die Ladevorrichtung LDV kann aber diese transienten Störungen der Energieversorgung PWR in der Regel nicht vollständig unterdrücken. Auch produziert die Ladevorrichtung LDV, beispielsweise wenn die Ladevorrichtung LDV ein Schaltnetzteil ist, selbst transiente Störungen. Daher hat es sich bewährt, ein oder mehrere rauscharme Energiereserven BENG, BENG2 für die Versorgung besonders störanfälliger Vorrichtungsteile wie den Fotodetektor PD, den Verstärker V, den Lichtquellentreiber LDRV, die Lichtquelle LD und ggf. für magnetfelderzeugenden Vorrichtungsteile MFSx, MFSy, MFSz, MGx, MGy, MGz und Vorrichtungsteile mit zeitlich besonders sensitivem Signalschema wie den Wellenformgenerator WFG und den Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) vorzusehen. Optional stabilisieren diese Vorrichtungsteile innerhalb dieser Vorrichtungsteile ihre internen Versorgungsspannungen nochmals, um das Rauschen und die Störungen der Energieversorgung maximal zu unterdrücken.

[0572] Optional umfasst der Quantencomputer QC zur Versorgung der Vorrichtungsteile aus der einen Energiereserve oder der Mehrzahl von Energiereserven BENG, BENG2 eine oder mehrere Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2. Die Energieaufbereitungsvorrichtungen passen optional den Spannungspegel, der von der Ladevorrichtung LDV bzw. den Energiereserven BENG, BENG2 geliefert wird auf die benötigten Spannungspegel des jeweils versorgten Vorrichtungsteils des Quantencomputers QC optional mit einem Spannungsvorhalt an. In einer zweiten Regelstufe, die optional ein Linear-Regler ist können dann beispielsweise diese Linearregler den Spannungsvorhalt nutzen, um die eigentliche Versorgungsspannung der betreffenden Vorrichtungssteile des Quantencomputers QC rauscharm und präzise einzustellen.

[0573] Optional trennen eine oder mehrere Trennvorrichtungen TS die eine Ladevorrichtung bzw. die mehreren Ladevorrichtungen LDV von der einen Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 und/oder von der einen rauscharmen Energiereserve bzw. den mehreren rauscharmen Energiereserven BENG, BENG2, wenn der Quantencomputer ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder eine Quantenoperation Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift ist eine Manipulation eines Quantenpunkts NV1, NV2, NV3 und/oder eines Kernquantenpunkts CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Ein Quantencomputerprogramm ist im Sinne der hier vorgestellten Schrift ein Programm, dass mindestens eine Quantenoperation umfasst. Optional kodieren ein oder mehrere binäre Daten im Speicher NVN, RAM der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC eine solche Quantenoperation. Beispielsweise kann es sich um ein vorbestimmtes Datenwort handeln. Eine Quantenoperation im Sinne der hier vorgelegten Schrift manipuliert zumindest den Quantenzustand zumindest eines Quantenpunkts der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder manipuliert zumindest den Quantenzustand zumindest eines Kernquantenpunkts der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des verlegbaren Quantencomputers QC. Das Datenwort, das eine solche Quantenoperation symbolisiert bezeichnet die technische Lehre der hier vorgelegten Schrift auch als Quanten-Op-Code. Ein Quantencomputerprogramm umfasst zumindest einen Quanten-Op-Code. In dem vorstehenden Fall, wenn der verlegbare Quantencomputer QC ein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder eine Quantenoperation durchführt, versorgen die eine Energiereserve bzw. die mehreren Energiereserven BENG, BENG2 die eine Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. die mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 optional mit elektrischer Energie, die besonders rauscharm ist.

[0574] Optional verbinden eine oder mehrere Trennvorrichtungen TS die eine Ladevorrichtung bzw. die mehreren Ladevorrichtungen LDV mit der einen Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. den mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 und/oder der einen rauscharmen Energiereserve bzw. den mehreren rauscharmen Energiereserven BENG, BENG2, wenn der verlegbare Quantencomputer QC kein Quantencomputerprogramm ausführt und/oder keine Quantenoperation durchführt. In dem Fall lädt die Ladevorrichtung LDV optional die eine Energiereserve bzw. die mehreren Energiereserven BENG, BENG2 und versorgt ggf. die eine Energieaufbereitungsvorrichtung bzw. mehreren Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG, SRG2 mit elektrischer Energie, die typischerweise nun weniger rauscharm ist.

Magnetfeldabschirmung

[0575] Um den Einfluss externer Magnetfelder zu verringern, kann der Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform mit einer Abschirmung AS für diese externen magnetischen Felder versehen sein. Diese Abschirmung kann optional eine passive Abschirmung AS beispielsweise in Form von µ-Metall-Matten und/oder eine aktive Abschirmung AS in Form eines magnetfelderzeugenden Systems sein, das ein magnetisches Gegenfeld zu einem externen magnetischen Störfeld erzeugt und dieses dadurch in seiner Wirkung reduziert und/oder sogar kompensiert. Optional umfasst daher der vorgeschlagene Quantencomputer einen oder mehrere Sensoren MSx, MSy, MSz zur Erfassung der Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H. Optional nutzt die Steuervorrichtung µC die durch den einen oder die mehreren Sensoren MSx, MSy, MSz erfassten Werte der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H zur Steuerung von Magnetfelderzeugungsmitteln MGx, MGy, MGz. Die Magnetfelderzeugungsmittel MGx, MGy, MGz erzeugen optional eine kompensierende magnetische Flussdichte B eines magnetischen Gegenfeldes, dass die magnetische Flussdichte B des magnetischen Störfeldes kompensiert.

[0576] Optional erfasst ein erster Sensor MSx die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer ersten Richtung, beispielsweise einer X-Achse. Eine erste Magnetfeldsteuerung MFSx versorgt optional ein erstes Magnetfelderzeugungsmittel MGx mit elektrischer Energie. Das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx erzeugt optional eine magnetische Flussdichte B_x, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der ersten Richtung, also beispielsweise der Richtung der X-Achse, entspricht. Die erste Magnetfeldsteuerung MFSx bestromt optional das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx mit einem ersten elektrischen Strom Ix. Optional steuert die Steuervorrichtung µC das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx über die erste Magnetfeldsteuerung MFSx. Optional regelt die erste Magnetfeldsteuerung MFSx die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_x durch das erste Magnetfelderzeugungsmittel MGx in der Art, dass die vom ersten Sensor MSx erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom ersten Sensor MSx erfasste magnetische Feldstärke H einem ersten Wert entspricht. Optional ist dieser erste Wert Null. Hierfür wertet die erste Magnetfeldsteuerung MFSx den vom ersten Sensor MSx erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom ersten Sensor MSx erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus. Optional erfasst ein zweiter Sensor MSy die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer zweiten Richtung, beispielsweise einer Y-Achse. Optional ist die Richtung der Y-Achse senkrecht zur Richtung der X-Achse gewählt. Eine zweite Magnetfeldsteuerung MFSy versorgt optional ein zweites Magnetfelderzeugungsmittel MGy mit elektrischer Energie. Das zweites Magnetfelderzeugungsmittel MGy erzeugt optional eine magnetische Flussdichte B_y, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der zweiten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Y-Achse, entspricht. Die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy bestromt optional das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy mit einem zweiten elektrischen Strom Iy. Optional steuert die Steuervorrichtung µC das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy über die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy. Optional regelt die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_y durch das zweite Magnetfelderzeugungsmittel MGy in der Art, dass die vom zweiten Sensor MSy erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom zweiten Sensor MSy erfasste magnetische Feldstärke H einem zweiten Wert entspricht. Optional ist dieser zweite Wert Null. Hierfür wertet die zweite Magnetfeldsteuerung MFSy den vom zweiten Sensor MSy erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom zweiten Sensor MSy erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.

[0577] Optional erfasst ein dritter Sensor MSz die Stärke der magnetischen Flussdichte B und/oder der magnetischen Feldstärke H in einer dritten Richtung, beispielsweise einer Z-Achse. Optional ist die Richtung der Z-Achse senkrecht zur Richtung der X-Achse und senkrecht zur Richtung der Y-Achse gewählt. Eine dritte Magnetfeldsteuerung MFSz versorgt optional ein drittes Magnetfelderzeugungsmittel MGz mit elektrischer Energie. Das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz erzeugt optional eine magnetische Flussdichte B_z, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der dritten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Z-Achse, entspricht. Die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz bestromt optional das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz mit einem dritten elektrischen Strom Iz. Optional steuert die Steuervorrichtung µC das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz über die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz. Optional regelt die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz die Erzeugung der magnetischen Flussdichte B_z durch das dritte Magnetfelderzeugungsmittel MGz in der Art, dass die vom dritten Sensor MSz erfasste magnetische Flussdichte B bzw. die vom dritten Sensor MSz erfasste magnetische Feldstärke H einem dritten Wert entspricht. Optional ist dieser dritte Wert Null. Hierfür wertet die dritte Magnetfeldsteuerung MFSz den vom dritten Sensor MSz erfassten Wert der magnetischen Flussdichte B bzw. den vom dritten Sensor MSz erfassten Wert der magnetischen Feldstärke H aus.

[0578] Der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC verfügt typischerweise über ein optisches System OS, das es der Lichtquelle LED erlaubt, die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB zu bestrahlen. Optional handelt es sich bei dem optischen System OS um ein konfokales Mikroskop. Optional ermöglicht das optische System OS aber auch die optische Auslesung des Zustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des verlegbaren Quantencomputers QC. Hierzu weist der verlegbare Quantencomputer QC des verlegbaren Quantencomputersystems QUSYS beispielsweise optional einen dichroitischen Spiegel DBS auf, der die von den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 emittierte Fluoreszenzstrahlung FL passieren lässt und die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 lenkt und die Pumpstrahlung LB von dem Fotodetektor PD zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung FL abhält. Statt eines dichroitischen Spiegels DBS kann der verlegbare Quantencomputer QC der Quantencomputersystems QUSYS beispielsweise auch einen dichroitischen Spiegel DBS aufweisen, der die von den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 emittierte Fluoreszenzstrahlung FL wegspiegelt und die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD über das optische System OS auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 passieren lässt, sodass die Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD diese Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp bestrahlt. In dem Fall erfasst optional das optische System OS die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der dichroitischen Spiegel DBS spiegelt diese Fluoreszenzstrahlung FL auf den Fotodetektor PD zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung FL. Der vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst somit, sofern er eine optische Auslesung der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verwendet, einen Fotodetektor PD zur Erfassung der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Der Fotodetektor PD erzeugt typischerweise in Abhängigkeit von der Fluoreszenzstrahlung FL ein Empfangssignal S0. Ein im Signalpfad nachfolgender Verstärker V verstärkt und filtert typischerweise das Empfangssignal S0 zu einem verstärkten Empfangssignal S1. Der Verstärker V dient somit typischerweise der Verstärkung und/oder Filterung des Ausgangssignals des Fotodetektors PD, das typischerweise das Empfangssignal S0 ist. Optional ist das verstärkte Empfangssignal S1 ein digitalisiertes Signal bestehend aus einem oder mehreren Abtastwerten. Optional erfasst die Steuervorrichtung µC beispielsweise mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers ADCV den Wert des verstärkten Empfangssignals S1. Der vorschlagsgemäße verlegbare Quantencomputer QC umfasst, sofern er eine elektronische Auslesung der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verwendet, eine entsprechende Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. An dieser Stelle verweist die hier vorgelegte Schrift nochmals ausdrücklich auf die Schrift DE 10 2020 125 189 A1. Optional sind diese Vorrichtungsteile in einem optional gemeinsamen Gehäuse GH untergebracht, das optional im Sinne der hier vorgelegten Schrift Teil des verlegbaren Quantencomputers QC ist. Wie oben bereits beschrieben, befinden sich die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ optional innerhalb des besagten Substrats D. Optional ist das Substrat D mit Dotierstoffen dotiert. Optional umfasst das Substrat D im Wesentlichen optional zumindest im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Wesentlichen Atome ohne ein magnetisches Moment. Im Falle von Diamant als Material des Substrats D umfasst der Diamant optional im Wesentlichen ¹²C-Isotope. Optional bilden im Falle der Verwendung von NV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Sauerstoffatome ¹⁶O, ¹⁸O und/oder Phosphor- und/oder Schwefelatome ³²S, ³⁴S, ³⁶S ohne magnetisches Moment in dem Substrat D im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 die Dotierung aus. Diese Dotierung im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 hat zwei Aufgaben. Zum Ersten verändern diese Dotieratome das Fermi-Niveau E_F im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Im Falle der Verwendung von NV-Zentren als Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 verschiebt diese Dotierung mit den besagten Dotieratomen das Fermi-Niveau E_F im Bereich dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Im Falle einer n-Dotierung verschiebt diese n-Dotierung das Fermi-Niveau E_F im Bereich dieser Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 so, dass das Fermi-Niveau angehoben wird und von daher die energetisch niedriger liegenden NV-Zentren optional negativ geladen sind. Die NV-Zentren stellen dann daher NV^--Zentren dar. Da NV^--Zentren aufgrund des negativen Ladungselektrons über ein magnetisches Moment dieser Elektronenkonfiguration verfügen, sind NV^--Zentren somit für die Verwendung als Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 besonders geeignet. Zum Zweiten führt diese Dotierung, die optional eine n-Dotierung ist, dazu, dass die Fehlstellen (Englisch Vacancies) im Diamant während der Implantation zur Bildung der NV-Zentren elektrisch geladen sind und sich daher aufgrund der elektrischen Abstoßung der negativ geladenen Einzelfehlstellen nicht zusammenballen. Hierdurch bleibt die Konzentration der Einzelfehlstellen hoch, was die Wahrscheinlichkeit einer Bildung von NV-Zentren bei der Implantation von Stickstoff in Diamant anhebt. Dabei werden mit einer Dotierung eines Diamant Substrats D mit Schwefel zeitlich vor der Stickstoff-Implantation die besten Ergebnisse erzielt. Optional ist eine Dotierung mit einem Schwefelisotop ohne magnetisches Kernmoment. Solche Isotope sind die Isotope ³²S, ³⁴S, ³⁶S. Eine Alternative stellt eine Dotierung mit den Sauerstoffisotopen ¹⁶O, ¹⁸O da, die aber weniger geeignet ist. Es ist bekannt, dass eine n-Dotierung mit Phosphor ebenfalls erfolgreich sein soll. Allerdings weist Phosphor ein magnetisches Kernmoment auf. Grundsätzlich ist also eine N-Dotierung mit Atomen, die kein magnetisches Kernmoment aufweisen sinnvoll. Eine Verschiebung des Fermi-Niveaus E_F mit anderen Mitteln, beispielsweise mittels auf ein geeignetes Potenzial gegenüber dem Substrat D vorgeladener, optional sehr dünner Elektroden, führte im Vorfeld der Ausarbeitung dieser Schrift ebenfalls zu solchen Effekten. Optional weist das Substrat D des verlegbaren Quantencomputers somit zumindest zeitweise lokal eine Verschiebung des Fermi-Niveaus E_F auf, sodass dieses dann energetisch so verschoben ist, dass die Ausbeute an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 in Form von NV-Zentren während der Implantation der Stickstoffatome erhöht ist. In analoger Weise kann das Fermi-Niveau E_F anderer Substratmaterialien und/oder in Relation zu anderen paramagnetischen Zentren (z. B. des ST1-Zentrums) bei der Ausbildung dieser paramagnetischen Zentren beeinflusst werden. Optional befinden sich die Lichtquelle LD und der Lichtquellentreiber LDRV und das Substrat D und die Vorrichtungen zur Erzeugung des elektromagnetischen Wellenfeldes MW/RF-AWFG, mWA, MGx, MGy, MGz und die Steuervorrichtung µC und die Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC und das optische System OS und ggf. der Verstärker V und die Abschirmung AS innerhalb des Gehäuses GH, wodurch sie optional gegenüber von außen eindringender elektromagnetischer Störstrahlung abgeschirmt sind. Hierzu umfasst das Material des Gehäuses GH optional ein elektrisch leitfähiges Material. Optional bildet das Gehäuse GH einen Faraday'schen Käfig. Optional umfasst das Material des Gehäuses GH auch ein Material zur Abschirmung gegen magnetostatische und/oder quasistatische magnetischer Felder. Hierfür umfasst das Material des Gehäuses GH optional sogenanntes µ-Metall, bei dem es sich um ein besonders weichmagnetisches Material handelt.

[0579] Das optionale, hier für die Verwendung in Quantencomputern QC und quantentechnologischen Vorrichtungen vorgeschlagene µ-Metall (Mumetall, englisch Mu-metal oder englisch permalloy) kann zu einer Gruppe weichmagnetischer Nickel-Eisen-Legierungen mit 72 bis 80 % Nickel, sowie Anteilen von Kupfer, Molybdän, Kobalt oder Chrom mit hoher magnetischer Permeabilität gehören, die in dem vorgeschlagenen verlegbaren Quantencomputer QC bzw. der vorgeschlagenen quantentechnologischen Vorrichtung zur Abschirmung AS niederfrequenter externer Magnetfelder eingesetzt wird.

[0580] Solches µ-Metall besitzt optional eine hohe Permeabilität (µ_r=50.000 bis 140.000 oder mehr), die bewirkt, dass sich der magnetische Fluss der externen niederfrequenten Magnetfelder im Material des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC konzentriert. Dieser Effekt führt bei der Abschirmung AS niederfrequenter oder statischer magnetischer Störfelder zu einer beachtlichen Schirmdämpfung. Somit sind die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ auch dann gegen solche externen magnetischen Felder geschirmt, wenn der verlegbare Quantencomputer QC im Zuge einer Verlegung die räumliche Orientierung und/oder den Ort ändert, wobei mit einer solchen Änderung der Orientierung des verlegbaren Quantencomputers QC und/oder der Ortsänderung eines solchen verlegbaren Quantencomputers QC typischerweise eine Änderung der Orientierung und oder der Stärke der magnetischen Felder, die auf den verlegbaren Quantencomputer QC einwirken, relativ zum verlegbaren Quantencomputer QC, einhergeht. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der verlegbare Quantencomputer QC z. B. zur Gewichtsersparnis nicht über eine aktive Schirmung gegen externe magnetische Felder verfügt, die das störende Magnetfeld mittels eines Magnetfeldsensors MSX, MSy, MSz erfassen würde und mittels geeigneter Mittel MFSx, MFSy, MFSz, MGX, MGy, MGz ein magnetisches Gegenfeld zur Kompensation erzeugen würde.

[0581] Die Abschirmung AS des Quantencomputers QC kann einen Teil des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC oder das Gehäuse GH des verlegbaren Quantencomputers QC selbst sein. Wie bereits beschrieben, steuert die Steuervorrichtung µC die Lichtquelle LD mit Hilfe des besagten Lichtquellentreibers LDRV. Dabei erzeugt die Steuervorrichtung µC optional ein Lichtquellensteuersignal, das beispielsweise das Sendesignal S5 sein kann, mittels geeigneter Mittel. Der Lichtquellentreiber LDRV versorgt dann typischerweise die Lichtquelle LD in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal der Steuervorrichtung µC mit elektrischer Energie. Die Lichtquelle LD erzeugt die Pumpstrahlung LB somit optional in Abhängigkeit von dem Lichtquellensteuersignal der Steuervorrichtung µC. Optional erzeugt somit die Lichtquelle LD die Pumpstrahlung LB optional in Abhängigkeit von dem Sendesignal S5. In dem Fall der Figur 1 übermittelt die Steuervorrichtung µC das Lichtquellensteuersignal optional über den Steuerdatenbus SDB und den Wellenformgenerator WFG als Sendesignal S5. Im Folgenden kann der Leser also zur Vereinfachung und zum besseren Verständnis annehmen, dass in der Figur 1 das Lichtquellensteuersignal gleich dem Sendesignal S5 ist. Die Lichtquelle LD bestrahlt dann mittels des optischen Systems OS den Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit Pumpstrahlung LB einer Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Die Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp liegt optional zwischen 400 nm bis 700 nm Wellenlänge und/oder besser zwischen 450 nm bis 650 nm und/oder besser zwischen 500 nm bis 550 nm und/oder besser zwischen 515 nm bis 540 nm und/oder optimalerweise bei einer Wellenlänge von 532 nm. Im Fall von NV-Zentren in Diamant hat sich eine LaserDiode der Firma OSRAM vom Typ PLT5 520B mit 520nm Wellenlänge als beispielhafte Quelle der Pumpstrahlung LB für die Bestrahlung von NV-Zentren in Diamant als Material des Substrats D bewährt. Die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren dann in Abhängigkeit von ihrem Zustand und von der Pumpstrahlung LB Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzwellenlänge λ_fl. Im Fall von NV-Zentren als paramagnetischen Zentren von Quantenpunkten liegt die Fluoreszenzwellenlänge typischerweise im Bereich von 638 nm. Die Intensität I_fl der Fluoreszenzstrahlung FL hängt dabei typischerweise von der Intensität I_pmp der Pumpstrahlung LB und damit auch von dem Lichtquellensteuersignal ab. Der eine Quantenpunkt oder die mehreren Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 emittieren somit Fluoreszenzstrahlung FL mit einer Fluoreszenzstrahlungswellenlänge λ_fl bei Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung der Pumpstrahlungswellenlänge λ_pmp. Im Falle einer optischen Auslesung des Zustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bzw. des Quantenpunkts erfasst der Fotodetektor PD mittels des optischen Systems OS die Fluoreszenzstrahlung FL und wandelt die Fluoreszenzstrahlung FL in ein Empfängerausgangssignal S0 um. Das Empfängerausgangssignal S0 hängt typischerweise von der Fluoreszenzstrahlung FL ab, die den Fotodetektor PD trifft. Optional hängt das Empfängerausgangssignal S0 von der Intensität I_fl der Fluoreszenzstrahlung FL, die den Fotodetektor PD trifft, ab. In dem Fall der optischen Auslesung des Zustands des oder der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verstärkt und/oder filtert der Verstärker V das Empfängerausgangssignal S0 und stellt das Signal optional dem Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC als verstärktes Empfangssignal S1 zur Verfügung. Optional legt der Verstärker V die Werte der verstärkten, und mittels eines Analog-zu-Digital-Wandlers des Verstärkers V digitalisierten, Abtastwerte des verstärkten Empfangssignals S1 in einem Speicher des Verstärkers V ab. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC kann dann beispielsweise über den Steuerdatenbus SDB diese Abtastwerte des verstärkten Empfangssignals S1 aus dem Speicher des Verstärkers V abfragen und weiterverarbeiten. Im Falle der elektronischen Auslesung der Quantenpunkte NV1, V2, NV3 erzeugen in Figur 1 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnete Vorrichtungen HS1 bis HS3 und VS1 zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit einer Kontrolleinheit B CBB ein zweites Empfangssignal. Wie bereits beschrieben, steuert die die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC die eine oder mehreren Vorrichtungen zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃. Durch Ansteuerung der einen oder mehreren Vorrichtungen LH1, LH2, LH3, LV1) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ und/oder durch Steuerung der Emission der Lichtquelle LD kann die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC somit die Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ändern und/oder miteinander verkoppeln. Optional verfügt die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC über Mittel, um aus einem oder mehreren Empfangssignalen, insbesondere aus dem ersten Empfangssignal und oder dem zweiten Empfangssignal ein Messwertsignal mit einem oder mehreren Messwerten zu erzeugen. Da diese Empfangssignale von den Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ abhängen hängt das Messwertsignal typischerweise somit ebenfalls von Zuständen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ab.

[0582] Zur Erreichung der Verlegbarkeit wurde bis hierher insbesondere die optionale Verwendung eines raumtemperaturfähigen verlegbaren Quantencomputers QC auf Basis von paramagnetischen Zentren als Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 unter Verwendung nuklearer magnetischer Momente als Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit optischer Pumpstrahlung LB und optischer Zustandsauslesung oder elektronischer Zustandsauslesung der Quantenpunktzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und einer geeigneten verlegbaren, möglichst passiven Abschirmung AS vorgeschlagen.

[0583] Der hier vorgelegte Vorschlag schlägt nun vor, dass der verlegbare Quantencomputer QC und/oder die mobile Vorrichtung optional eine verlegbare Energieversorgung EV zur Versorgung des verlegbaren Quantencomputers QC mit Energie aufweist. Dies kann die Verlegbarkeit erleichtern bzw. begünstigen. Optional befindet sich die Energieversorgung EV innerhalb des Gehäuses GH. Dabei kann das Gehäuse GH ein Teilgehäuse mit einem magnetisch abgeschirmten Bereich umfassen, in dem sich die für Magnetfelder empfindlichen Teilvorrichtungen des verlegbaren Quantencomputers QC befinden. Außerhalb dieses Teilgehäuses, aber noch innerhalb des Gehäuses GH befinden sich optional die Teile des verlegbaren Quantencomputers QC, die zum Ersten nicht oder weniger empfindlich gegen magnetische und elektromagnetische externe Störfelder sind, und/oder selbst elektromagnetische und/oder magnetische Störfelder erzeugen. Die Energieversorgung EV ist daher optional außerhalb des Teilgehäuses, jedoch innerhalb des Gehäuses GH des verlegbaren Quantencomputers QC platziert. Die Quantencomputer QC1 bis QC16 eines Quantencomputersystems QUSYS können auch ein gemeinsames Gehäuse GH aufweisen.

[0584] Typischerweise ist der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform zusammen mit allen notwendigen Mitteln zu seinem Betrieb Teil des verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS, also z. B. des Smartphones oder des tragbaren Quantencomputersystems QUSYS oder des Fahrzeugs oder des verlegbaren Waffensystems.

[0585] Diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC können somit optional ebenfalls verlegbar sein. Das vorgeschlagene verlegbare Quantencomputersystem QUSYS umfasst als verlegbare Mittel für dessen Betrieb insbesondere eine oder mehrere verlegbare Energieversorgungen EV und/oder einen oder mehrere verlegbare Quantencomputer QC. Im Sinne dieser Schrift sind diese Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC ebenfalls Teil des Smartphones oder des Kleidungsstücks oder des tragbaren Quantencomputersystem QUSYS oder des Fahrzeugs oder des verlegbaren Waffensystems. Dabei ist für die Auslegung der Ansprüche unerheblich, ob der Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC trotz des Vorhandenseins aller Mittel zum Betrieb des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des verlegbaren Quantencomputers QC an Mittel und/oder Kommandos außerhalb des Quantencomputers QC gekoppelt ist. Wichtig ist, dass der verlegbare Quantencomputer QC ohne diese Mittel und/oder Kommandos außerhalb des Quantencomputers QC potenziell funktionstüchtig ist. Beispielsweise soll ein verlegbares Quantencomputersystem QUSYS, das aufgrund der Programmierung der zentralen Steuereinrichtung ZSE und/oder der Programmierung einer Steuervorrichtung µC eines Quantencomputers QC des Quantencomputersystems QUSYS auf ein externes Startkommando wartet, von den Ansprüchen immer noch umfasst sein.

[0586] Die mobile verlegbare Energieversorgung EV umfasst optional eine oder mehrere verlegbare Ladevorrichtungen LDV mit einer oder mehreren Energieversorgungen PWR der Ladevorrichtungen LDV, eine oder mehrere verlegbare Trennvorrichtungen TS, eine oder mehrere verlegbare Energiereserven BENG und eine oder mehrere verlegbare Energieaufbereitungsvorrichtungen SRG. Die mobile Energieversorgung EV umfasst optional eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG, insbesondere einen Spannungswandler oder einen Spannungsregler oder einen Stromregler, die verhindert, dass Änderungen des Energieinhalts der Energiereserve BENG der Energieversorgung EV, beispielsweise des Ladezustands eines Akkumulators als Energiereserve BENG der Energieversorgung EV, sich auf den verlegbaren Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem QUSYS auswirkt. Dabei versorgt die mobile Energieversorgung EV die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit Energie und die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG z. B. den verlegbaren Quantencomputer QC und ggf. weitere Teile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie. In dem Fall versorgt also die Energieversorgung EV z. B. den Quantencomputer QC nur indirekt über die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie.

[0587] Optional ist der verlegbare Quantencomputer QC dazu eingerichtet und vorgesehen, mit einer verringerten ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 auch bei Raumtemperatur arbeiten zu können. Raumtemperatur als Betriebstemperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 führt zu einer Verbreiterung der Resonanzen im Resonanzspektrum, sodass diese sich überlagern. Optional weist der vorgeschlagene verlegbare Quantencomputer QC daher eine verlegbare Kühlvorrichtung KV auf, die zusammen mit dem verlegbaren Quantencomputer QC verlegbar ist. Die betreffende verlegbare Kühlvorrichtung KV ist optional dazu geeignet und/oder vorgesehen ist, die Temperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ zu senken. Die Absenkung der Betriebstemperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 führt zu einer Verschmälerung der Resonanzen im Resonanzspektrum, sodass diese sich in geringerem Maße oder nicht überlagern. Eine solche Kühlung mittels einer Kühlvorrichtung KV senkt optional die Temperatur der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ soweit ab, dass der Quantencomputer QC mit einer gegenüber der ersten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 erhöhten zweiten Anzahl an Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 arbeiten kann.

[0588] Optional umfasst der verlegbarer Quantencomputer QC als verlegbare Kühlvorrichtung KV ein Closed Loop Helium Gas Cooling System HeCLCS, das auch als Closed Cycle Cryocooler bezeichnet wird. Wir verweisen hier beispielsweise auf https://en.wikipedia.org/wiki/Cryocooler.

[0589] Eine weitere optionale Ausprägung des Vorschlags betrifft einen verlegbaren Quantencomputer, der eine zweite verlegbare Energieversorgung aufweist. Die verlegbare zweite Energieversorgung kann mit der ersten verlegbaren Energieversorgung (Bat) ganz oder teilweise identisch sein. Optional versorgt diese zweite verlegbare Energieversorgung BENG die verlegbare Kühlvorrichtung KV, mit Energie. Dies hat den Vorteil, dass die erste Energieversorgung nicht durch transiente Störungen der Elektromotoren der verlegbaren Kühlvorrichtung KV gestört wird.

[0590] Eine weitere optionale Ausprägung des Vorschlags betrifft einen verlegbaren Quantencomputer QC zur Verwendung in einer mobilen Vorrichtung. Optional ist eine Verwendung in einem Smartphone oder einem tragbaren Quantencomputersystem QUSYS oder in einem Fahrzeug Kfz oder in einem Waffensystem. Das bedeutet dass die hier vorgelegte Schrift ein verlegbares Waffensystem mit einem verlegbaren Quantencomputer QC vorschlägt, der Teil des verlegbaren Waffensystems ist. Optional ist die Verwendung des verlegbaren Quantencomputers QC als Teil des Feuerleitsystems des Waffensystems oder des Navigationssystems GPS, NAV des Waffensystems. Optional verwendet das Waffensystem den verlegbaren Quantencomputer QC zu Lösung NP-vollständiger Probleme, wie beispielsweise aber nicht nur die Identifikation von Zielen, die Klassifikation von Zielen, Die Zuordnung von Zielen zu bekannten feindlichen Objekten wie Flugzeugen und/oder Raketentypen, Fahrzeugtypen, Schiffstypen, Flugkörpertypen, Schwimmkörpertypen, Typen von Unterwasserfahrzeugen, Typen von Unterwasserobjekten, Typen von Raumfahrzeugen, Typen von Satelliten etc. Des Weiteren können die Auswahl der Reihenfolge der Zielbekämpfung und/oder die Auswahl der Waffenmittel und/oder die Auswahl der Munition zur Bekämpfung der Ziele zu den Problemen gehören, die das Waffensystem mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC löst. Außerdem kann das verlegbare Waffensystem mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputer QC die Route des jeweiligen Geschosses oder Gefechtskopfes oder Waffenträgers zum Ziel mit Hilfe des verlegbaren Quantencomputers QC festlegen und/oder modifizieren und/oder überwachen.

[0591] Ein solches Verfahren beginnt mit der Erfassung von Umfelddaten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A). Die Erfassung der Umfelddaten erfolgt typischerweise mittels geeigneter Sensoren, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und Umfelddaten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) identifiziert das Quantencomputersystem QUSYS Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS, wobei diese Umfeld auch entfernt vom Quantencomputersystem QUSYS sein kann. Dabei klassifiziert in einem Schritt C) das Quantencomputersystem QUSYS die identifizierten Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS. Typischerweise klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischer Wirkung, um eine Maximierung einer Waffenwirkung zu erzielen. Optional erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um die Klassifikation der Objekte durchzuführen. In einem Schritt D legt das Quantencomputersystem QUSYS die Waffen und/oder die Munition und/oder die Konfiguration und/oder die Reihenfolge der angegriffenen Objekte und/oder die angegriffenen und/oder die nicht angegriffenen Objekte fest. Optional erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehrere Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) Schlägt das Quantencomputersystem QUSYS optional eins oder mehrere dieser festgelegten Angriffsszenarien einem Bediener, beispielsweise einem oder mehreren Piloten und/oder einem oder mehreren Feuerleitoffizieren oder der gleichen vor. Sofern diese den Feuerbefehl geben, kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Angriffsszenario in einem Schritt F) umsetzen. Dies ist in Figur 12 dargestellt.

[0592] Optional weist der verlegbare Quantencomputer QC eine Abschirmung AS auf. Optional schirmt die Abschirmung AS die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, also beispielsweise die NV-Zentren, gegen elektromagnetische Felder und/oder elektromagnetische Wellen ab.

[0593] Der verlegbare Quantencomputer QC umfasst optional ein optisches System OS, das die elektromagnetische Strahlung der Lichtquelle LD auf die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, also beispielsweise die paramagnetischen Zentren bzw. die NV-Zentren lenkt. Das optische System OS umfasst optional ein konfokales Mikroskop.

[0594] Optional umfasst das optische System OS eine erste Kamera CM1, die die Fluoreszenzstrahlung FL der paramagnetischen Zentren NV1, NV2, NV3 und/oder von Clustern solcher paramagnetischer Zentren, also beispielsweise von NV-Zentren und/oder Clustern von NV-Zentren, erfasst. Andere fluoreszierende Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen sind denkbar. Solche anderen fluoreszierenden Defektzentren mit anderen Fluoreszenzwellenlängen können somit eine Fluoreszenzstrahlung mit einer Fluoreszenzwellenlänge aufweisen, die von der Fluoreszenzwellenlänge λ_fl der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 verschieden ist und daher beispielsweise mittels eines dichroitischen Spiegels an Stelle des halbdurchlässigen Spiegels STM oder mittels eines optischen Filters von der Pumpstrahlung LB und der Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 optisch abgetrennt werden kann. Optional ist das Substrat D auf einem Positioniertisch gelagert. Der Positioniertisch umfasst optional eine translatorische Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und eine translatorische Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung die die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den Steuerdatenbus SDB optional steuert.

[0595] Optional erfasst die erste Kamera CM1 die Position des Substrats D relativ zum optischen System OS und damit die Position der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 im Substrat D. Damit erfasst die erste Kamera CM1 die Position der paramagnetischen Zentren, also beispielsweise der NV-Zentren, relativ zum optischen System OS. Verlagert sich das Substrat D beispielsweise durch mechanische Schwingungen oder andere Störungen relativ zum optischen System OS, so erfasst ein Bildverarbeitungssystem des verlegbaren Quantencomputers QC diese mechanische Verlagerung beispielsweise durch Auswertung der Position fluoreszierender paramagnetischer Defektzentren. Das Bildverarbeitungssystem erfasst dabei optional mittels der ersten Kamera CM1 die Fluoreszenzmuster der Defektzentren und vergleicht deren Position auf dem Bild mit Sollpositionen. Das Bildverarbeitungssystem ermittelt optional einen Verschiebungsvektor und repositioniert das Substrat D mittels des Positioniertisches XT, YT gegenüber dem optischen System OS in Abhängigkeit von dem ermittelten Verschiebungsvektor. Diese Repositionierung führt die Bildverarbeitungsvorrichtung optional in der Art aus, dass die Position des Quantenpunkts, beispielsweise des paramagnetischen Zentrums bzw. eines Clusters paramagnetischer Zentren, relativ zum optischen System OS nach Abschluss der Repositionierung optional im Wesentlichen unverändert ist. Optional ist das Bildverarbeitungssystem Teil des verlegbaren Quantencomputers QC. Typischerweise arbeitet die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers als das Bildverarbeitungssystem. Das Bildverarbeitungssystem kann aber auch eine separate Teilvorrichtung des verlegbaren Quantencomputers QC sein. In dem Fall steuert optional die Steuervorrichtung µC das gesonderte Bildverarbeitungssystem über den Steuerdatenbus SDB. Das Bildverarbeitungssystem kann dann beispielsweise Teil der ersten Kameraschnittstelle CIF sein. Statt eines Bildverarbeitungssystems können auch andere Positionsverschiebungssensoren die Verlagerungen des Substrats D relativ zum optischen System und/oder Positionsverschiebungen des Substrats D relativ zum optischen System detektieren. Der vorgeschlagene Quantencomputer QC regelt auf Basis der Positionsverschiebungsdaten solcher Positionsverschiebungssensoren die Lage des Substrats D relativ zum optischen System OS dann nach. Beispielsweise können solche Positionsverschiebungssensoren die erfassten Positionsverschiebungsdaten der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den Steuerdatenbus SDB übermitteln, sodass die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC beispielsweise in Abhängigkeit von diesen erfassten Positionsverschiebungsdaten über den Steuerdatenbus SDB den Positioniertisch mittels der translatorischen Positioniervorrichtung XT in X-Richtung und mittels der translatorischen Positioniervorrichtung YT in Y-Richtung und das Substrat D gegenüber dem optischen System OS in Abhängigkeit von diesen ermittelten Positionsverschiebungsdaten wieder so repositioniert, als wenn im Wesentlichen keine Verschiebung stattgefunden hätte. Dies stellt sicher, dass der verlegbare Quantencomputer QC auch bei Vibrationen, Beschleunigungen und der gleichen funktioniert.

[0596] Optional umfasst der verlegbare Quantencomputer QC einen Fotodetektor PD und einen Verstärker V. Der Fotodetektor PD erfasst die Fluoreszenzstrahlung FL der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, wenn die Lichtquelle LD sie mit ihrer elektromagnetischen Strahlung, die als Pumpstrahlung LB dient, bestrahlt. Dies nutzt der verlegbare Quantencomputer QC optional zum Auslesen des Quantenzustands der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Optional handelt es sich bei den Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 um paramagnetische Zentren. Optional handelt es sich bei den paramagnetischen Zentren um NV-Zentren in Diamant. Der Verstärker V verstärkt und/oder filtert das Empfängerausgangssignal S0 des Fotodetektors PD zu einem verstärkten Empfängerausgangssignal S1. Das verstärkte Empfängerausgangssignal kann beispielsweise auch eine geordnete Menge von Daten in einem Speicher des Verstärkers V sein, wobei der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC optional über den Steuerdatenbus SDB diesen Speicher des Verstärkers V zumindest teilweise auslesen kann.

[0597] Des Weiteren kann der verlegbare Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten optionalen Ausführungsform parallel oder alternativ zu dieser optischen Auslesung des Zustands von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 auch eine elektronische Auslesung von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 vornehmen. Zu diesem Zweck kann der verlegbare Quantencomputer QC alternativ oder parallel zu dem Fotodetektor PD und dem Verstärker V eine Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 aufweisen. Optional umfasst die Vorrichtung zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 elektrisch leitfähige Leitungen zum Anlegen elektrische Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und Kontakte zur Absaugung von Ladungsträgern im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung optional zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Vorrichtungen zur Bereitstellung der Steuersignale zur Ansteuerung der besagten elektrisch leitfähigen Leitungen zum Anlegen elektrische Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung optional zum elektronischen Auslesen der Zustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Vorrichtungen zur Verstärkung der über die Kontakte zur Absaugung von Ladungsträgern im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 abgesaugten elektrischen Ströme von Ladungsträgern. Optional weist der vorschlagsgemäße Quantencomputer QC einen oder mehrere Digital-zu-Analog-Wandler auf, die an der Erzeugung der Steuersignale zur Ansteuerung der besagten elektrisch leitfähigen Leitungen LH1, LH2, LH3, LV1 zum Anlegen elektrischer Felder im Wirkungsbereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mitwirken. Optional weist die erste horizontale Treiberstufe HD1 zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB optional steuern kann. Optional weist die zweite horizontale Treiberstufe HD2 zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB optional steuern kann. Optional weist die dritte horizontale Treiberstufe HD3 zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3 einen Analog-zu-Digital-Wandler auf, den der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus STB optional steuern kann. Optional steuert die Steuervorrichtung µC einen oder mehrere dieser Digital-zu-Analog-Wandler über einen internen Steuerdatenbus SDB des verlegbaren Quantencomputers QC an.

Figur 2

[0598] Figur 2 zeigt zwei beispielhafte Quantenbits QUB1, QUB2 eines Quantencomputersystems gemäß einer optionalen Ausführungsform. Im Folgenden beschreibt die hier vorgelegte Schrift zunächst das erste Quantenbit QUB1. Das zweite Quantenbit QUB2 ergibt sich analog. Das Substrat D besitzt eine Unterseite US auf dem ein Rückseitenkontakt BSC angebracht ist. Optional ist das Substrat D aus Diamant gefertigt. Optional erfolgt die Bestrahlung der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ mit Pumpstrahlung LB von der Unterseite US des Substrats D. Optional weisen die Isotope des Substrats D im Wesentlichen kein magnetisches Kernmoment µ auf. Optional ist eine epitaktische Schicht DEPI zur Verbesserung der elektronischen Eigenschaften auf dem Substrat D aufgebracht. Optional umfassen das Substrat D und/oder die epitaktische Schicht DEPI im Wesentlichen nur Isotope ohne ein magnetisches Kernmoment µ. Optional umfasst das Substrat D und/oder die epitaktische Schicht DEPI im Wesentlichen nur einen Isotopentyp eines Isotops ohne ein magnetisches Kernmoment µ. Das Paket aus Substrat D und epitaktischer Schicht DEPI besitzt eine Oberfläche OF. Auf der Oberfläche OF ist eine vertikale Leitung LV1 als Teil einer beispielhaften Crossbar-Struktur aufgebracht, die von einem mit einer vertikalen Modulation modulierten, vertikalen elektrischen Strom IV1 durchströmt wird. Die Oberfläche OF und die vertikale Leitung LV1 sind von einer Isolation IS bedeckt. Optional befindet sich eine weitere Isolation zwischen der vertikalen Leitung LV1 und der Oberfläche OF, um die vertikale Leitung LV1 elektrisch zu isolieren. Auf der Isolation IS ist eine erste horizontale Leitung LH1 aufgebracht, die von einem mit einer ersten horizontalen Modulation modulierten ersten horizontalen elektrischen Strom IH1 durchströmt wird. Die erste vertikale Leitung LV1 und die erste horizontale Leitung LH1 sind optional gegeneinander elektrisch isoliert. Optional ist der Winkel α₁₁ zwischen der ersten horizontalen Leitung LH1 und der ersten vertikalen Leitung LV1 ein rechter Winkel von 90°. Die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 kreuzen sich optional oberhalb des paramagnetischen Zentrums des ersten Quantenpunkts NV1. Optional handelt es sich bei dem ersten Quantenpunkt NV1 um ein NV-Zentrum in Diamant. Optional befindet sich direkt unter dem Kreuzungspunkt der ersten horizontalen Leitung LH1 mit der ersten vertikalen Leitung LV1 der erste Quantenpunkt NV1 in einem ersten Abstand d1 unter der Oberfläche OF in der epitaktischen Schicht DEPI. Der erste Abstand d1 liegt optional zwischen 10 µm und 20 µm, optional zwischen 5 µm und 40 µm, und optional zwischen 2,5 µm und 80 µm. Im Fall von Diamant als Material der epitaktischen Schicht DEPI kann der erste Quantenpunkt NV1 beispielsweise ein NV-Zentrum sein. Auch ist die Verwendung von SiV und/oder TR1-Zentren und/oder TR12-Zentren und anderen paramagnetischen Zentren in Diamant denkbar. Ist die horizontale Modulation des ersten horizontalen Stromes IH1 gegenüber der vertikalen Modulation des ersten vertikalen Stromes IV1 um +/-2 verschoben, so ergibt sich dann am Ort des ersten Quantenpunkts NV1 beispielsweise ein rotierendes Magnetfeld B_NV, das den ersten Quantenpunkt NV1 beeinflusst. Dieses kann die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC zur Manipulation des ersten Quantenpunkts NV1 nutzen. Hierbei wählt die Steuervorrichtung µC die Frequenz optional so, dass der erste Quantenpunkt NV1 in Resonanz mit dem rotierenden Magnetfeld B_NV gerät. Die zeitliche Dauer des Pulses bestimmt dann den Drehwinkel der Quanteninformation des ersten Quantenpunkts NV1. Die Polarisationsrichtung bestimmt die Richtung.

[0599] Figur 2 illustriert beispielhaft sechs Kernquantenpunkte und zwar zum Ersten einen ersten Kernquantenpunkt CI1₁, der dem ersten Quantenpunkt NV1 zugeordnet ist, und

zum Zweiten einen zweiten Kernquantenpunkt CI1₂, der dem ersten Quantenpunkt NV1 zugeordnet ist, und

zum Dritten einen dritten Kernquantenpunkt CI1₃, der dem ersten Quantenpunkt NV1 zugeordnet ist, und

zum Vierten einen ersten Kernquantenpunkt CI2₁, der dem zweiten Quantenpunkt NV2 zugeordnet ist, und

zum Fünften einen zweiten Kernquantenpunkt CI2₂, der dem zweiten Quantenpunkt NV2 zugeordnet ist, und

zum Sechsten einen dritten Kernquantenpunkt CI2₃, der dem zweiten Quantenpunkt NV2 zugeordnet ist.

[0600] Jeder der Kernquantenpunkte bildet mit den Leitungen LV1, LH1, LH2 jeweils ein Kernquantenbit. In dem jeweiligen Kernquantenbit ist der Quantenpunkt NV1, NV2 durch den Kernquantenpunkt CI1₁, CI1₂, CI1₃ in QUB1 und CI2₁, CI2₂, CI2₃ in QUB2 ersetzt.

[0601] Isotope mit einem magnetischen Kernspin bilden optional die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ in dem Substrat D. Im Fall von Diamant als Material der epitaktischen Schicht DEPI bzw. des Substrats D kann ein Kernquantenpunkt beispielsweise ein ¹³C-Isotop oder ein Atomkern eines Stickstoffatoms eines NV-Zentrums sein.

[0602] Figur 2 zeigt dabei beispielhaft ein Quantenregister gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einem ersten Quantenbit QUB1 und einem zweiten Quantenbit QUB2. Die Quantenbits QUB1, QUB2 des Quantenregisters besitzen ein gemeinsames Substrat D und eine gemeinsame epitaktische Schicht DEPI. Die erste vertikale Leitung des ersten Quantenbits QUB1 ist die erste vertikale Leitung LV1 des zweiten Quantenbits QUB2. Die erste vertikale Leitung LV1 und die erste horizontale Leitung LH1 kreuzen optional oberhalb des ersten Quantenpunkts NV1, der optional in einem ersten Abstand d1 unter der Oberfläche OF liegt, in einem optional rechten Winkel α₁₁ von 90°. Die erste vertikale Leitung LV1 und die zweite horizontale Leitung LH2 kreuzen optional oberhalb des zweiten Quantenpunkts NV2, der optional in einem zweiten Abstand d2 unter der Oberfläche liegt, in einem optional rechten Winkel α₁₂ von 90°. Optional sind der erste Abstand d1 und der zweite Abstand d2 ähnlich zueinander. Bei NV-Zentren in Diamant als Quantenpunkte NV1, NV2 liegen diese Abstände d1, d2 optional bei 10 nm bis 20 nm. Ein mit einer horizontalen Modulation modulierter, erster vertikaler Strom IV1 kann die erste vertikale Leitung LV1 durchströmen. Ein mit einer ersten horizontalen Modulation modulierten erster horizontaler Strom IH1 die erste horizontale Leitung LH1 durchströmen. Ein mit einer zweiten horizontalen Modulation modulierter zweiter horizontaler Strom IH2 kann die zweite horizontale Leitung LH2 durchströmen. Der erste Quantenpunkt NV1 weist zum zweiten Quantenpunkt NV2 einen Abstand sp12 auf.

[0603] Die Figur 2 zeigt ferner ein beispielhaftes Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister CECEQUREG gemäß einer optionalen Ausführungsform.

[0604] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister CECEQUREG umfasst dabei ein Elektron-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 koppeln kann.

[0605] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister CECEQUREG umfasst ein erstes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Kernquantenpunkt CI1₁ des ersten Kernquantenbits koppeln kann.

[0606] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister CECEQUREG umfasst ein zweites Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem zweiten Kernquantenpunkt CI1₂ des zweiten Kernquantenbits koppeln kann.

[0607] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein drittes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der erste Quantenpunkt NV1 des ersten Quantenbits QUB1 mit dem dritten Kernquantenpunkt CI1₃ des zweiten Kernquantenbits koppeln kann.

[0608] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein viertes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der zweite Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem ersten Kernquantenpunkt CI2₁ des vierten Kernquantenbits koppeln kann.

[0609] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein fünftes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der zweite Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Kernquantenpunkt CI2₂ des fünften Kernquantenbits koppeln kann.

[0610] Das Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister umfasst ein sechstes Kern-Elektron-Quantenregister, bei dem der zweite Quantenpunkt NV2 des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem dritten Kernquantenpunkt CI2₃ des sechsten Kernquantenbits koppeln kann.

[0611] Dies ist eine einfache Form eines Quantenbusses gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einer ersten QuantenALU QUALU1 (NV1, CI1₁, CI1₂, CI1₃) und einer zweiten QuantenALU QUALU2 (NV2, CI2₁, CI2₂, CI2₃). Dabei kann die Steuervorrichtung µC die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU NV1, CI1₁, CI1₂, CI1₃ und die Kernquantenpunkte der zweiten QuantenALU QUALU2 mit Hilfe des ersten Quantenpunktes NV1 und des zweiten Quantenpunkts NV2 miteinander verschränken. Dabei dienen der erste Quantenpunkt NV1 und der zweite Quantenpunkt NV2 optional dem Transport der Abhängigkeit, und die Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ den Berechnungen und der Speicherung. Ausgenutzt wird hierbei, dass die Reichweite der Kopplung der Quantenpunkte NV1, NV2 untereinander größer ist als die Reichweite der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ untereinander, und dass die T2-Zeit der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃ länger ist als die der Quantenpunkte NV1, NV2.

[0612] Typischerweise ist der Abstand zwischen den Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 und dem zweiten Quantenpunkt NV2 größer als die Elektron-Kern-Kopplungsreichweite, sodass der Zustand der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 den Zustand des zweiten Quantenpunkts NV2 nicht beeinflussen kann und der Zustand des zweiten Quantenpunkts NV2 den Zustand der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 nicht beeinflussen kann. Typischerweise ist der Abstand zwischen den Kernquantenpunkten CI2₁, CI2₂, CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 und dem ersten Quantenpunkt NV1 größer als die Elektron-Kern-Kopplungsreichweite, sodass der Zustand der Kernquantenpunkte CI2₁, CI2₂, CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 den Zustand des ersten Quantenpunkts NV1 nicht beeinflussen kann und der Zustand des ersten Quantenpunkts NV1 den Zustand der Kernquantenpunkte CI2₁, CI2₂, CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 nicht direkt beeinflussen kann.

[0613] Figur 2 zeigt ferner ein beispielhaftes Quantenregister gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einer zweiten horizontalen Abschirmleitung SH2 und mit einer ersten horizontalen Abschirmleitung SH1 und mit einer dritten horizontalen Abschirmleitung SH3. Die zusätzlichen Abschirmleitungen ermöglichen die Einspeisung weiterer Ströme zur Verbesserung der Selektion der Quantenpunkte während der Ausführung der Operationen durch Bestromung der vertikalen und horizontalen Leitungen. Die beiden zusätzlichen Leitungen ermöglichen eine noch bessere Einstellung.

[0614] Figur 2 zeigt ferner ein beispielhaftes zwei-Bit-Elektron-Elektron Quantenregister gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einer gemeinsamen ersten vertikalen Leitung LV1, mehreren Abschirmleitungen und zwei Quantenpunkten NV1, NV2. In der Figur 2 ist zur Erläuterung eines optionalen Ausleseprozesses eine erste vertikale Abschirmleitung SV1 parallel zu der ersten vertikalen Leitung LV1 eingezeichnet. Da es sich um ein Querschnittsbild handelt, ist die entsprechende zweite vertikale Abschirmleitung SV2, die auf der anderen Seite der ersten vertikalen Leitung LV1 ebenfalls parallel zu dieser verläuft, nicht eingezeichnet. Durch Kontakte sind die Abschirmleitungen in diesem Beispiel mit dem Substrat D verbunden. Wird nun ein Extraktionsfeld zwischen zwei parallel verlaufende Abschirmleitungen durch Anlegen einer Extraktionsspannung zwischen diesen Abschirmleitungen SV1, SV2 angelegt, so kommt es zu einem messbaren Stromfluss, wenn die Lichtquelle LD die Quantenpunkte NV1, NV2 mit Pumpstrahlung LB bestrahlt und diese sich im richtigen Quantenzustand befinden. Weiteres (Vorschlag zur Prägnanz: ) zu einem 2-Bit-Elektron-Elektron-Register kann beispielsweise in der folgenden Publikation gefunden werden:
Petr Siyushev, Milos Nesladek, Emilie Bourgeois, Michal Gulka, Jaroslav Hruby, Takashi Yamamoto, Michael Trupke, Tokuyuki Teraji, Junichi Isoya, Fedor Jelezko, "Photoelectrical imaging and coherent spin-state readout of single nitrogen-vacancy centers in diamond", Science 363, 728-731 (2019) 15 February 2019

[0615] Die beiden Quantenpunkte NV1, NV2 der Figur 2 sind jeweils Teil mehrerer Kern-Elektron-Quantenregister. Jeder Quantenpunkt NV1, NV2 ist in dem Beispiel der Figur 2 Teil einer jeweiligen QuantenALU QUALU1, QUALU2.Der erste Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 kann im Beispiel der Figur 2 mit einem ersten Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer ersten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC1_1} für die erste QuantenALU QUALU1 oder einer ersten Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE1_1} für die erste QuantenALU QUALU1 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese erste Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC1_1} für die erste QuantenALU QUALU1 und diese erste Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_{MWCE1_1}) für die erste QuantenALU QUALU1 optional in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR-Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

[0616] Der erste Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 kann im Beispiel der Figur 2 mit einem zweiten Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer zweiten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_1} für die erste QuantenALU QUALU1 oder einer zweiten Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE2_1} für die erste QuantenALU QUALU1 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese zweite Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_1} für die erste QuantenALU QUALU1 und diese zweite Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE2_1} für die erste QuantenALU QUALU1 optional in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR-Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

[0617] Der erste Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 kann im Beispiel der Figur 2 mit einem dritten Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer dritten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 oder einer dritten Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese dritte Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 und diese dritte Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE3_1} für die erste QuantenALU QUALU1 optional in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

[0618] Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann im Beispiel der Figur 2 mit einem ersten Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer vierten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC1_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 oder einer vierten Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE1_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese vierte Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC1_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 und diese vierte Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_{MWCE1_2}) für die zweite QuantenALU QUALU2 optional in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR-Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

[0619] Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann im Beispiel der Figur 2 mit einem zweiten Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer fünften Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 oder einer fünften Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese fünfte Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 und diese fünfte Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 optional in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR-Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

[0620] Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann im Beispiel der Figur 2 mit einem dritten Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer sechsten Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC2_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 oder einer sechsten Kern-Elektron-Mikrowellenresonanzfrequenz f_{MWCE3_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Quantencomputer QC misst diese sechste Elektron-Kern-Radiowellenresonanzfrequenz f_{RWEC3_2} für die zweite QuantenALU QUALU2 und diese sechste Kern-Elektron- Mikrowellenresonanzfrequenz (f_{MWCE3_2}) für die zweite QuantenALU QUALU2 optional in einem Initialisierungsschritt einmalig durch eine OMDR-Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher NVM, RAM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser abruft, wenn der Rechnerkern CPU das entsprechende erste Kern-Elektron-Quantenregister CEQUREG1 ansteuern soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

[0621] Da die Reichweite der Kopplung der Quantenpunkte NV1, NV2 größer ist, können diese miteinander gekoppelt werden. Der zweite Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 kann in dem Beispiel der Figur 2 mit dem ersten Quantenpunkt NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 wechselwirken, wenn der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG die erste horizontale Leitung LH1 und die zweite horizontale Leitung LH2 und die erste vertikale Leitung LV1 mit einem ersten horizontalen Strom IH1 und einem zweiten horizontalen Strom IH2 und einem ersten vertikalen Strom IV1 bestromt, die der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG mit einer Elektron1-Elektron2- Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWEE12 für die Kopplung des ersten Quantenpunkts NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2 der zweiten QuantenALU QUALU2 moduliert. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC misst diese Elektron1-Elektron2-Mikrowellenresonanzfrequenz f_MWEE12 für die Kopplung des ersten Quantenpunkts NV1 der ersten QuantenALU QUALU1 optional in dem besagten Initialisierungsschritt einmalig durch eine weitere OMDR-Messung. Der Rechnerkern CPU des Quantencomputers QC legt die Messwerte in einem Speicher RAM, NVM des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC ab, die dieser Rechnerkern CPU abruft, wenn das entsprechende Elektron-Elektron-Quantenregister umfassend den ersten Quantenpunkt NV1 und den zweiten Quantenpunkt NV2 angesteuert werden soll. Der Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC stellt dann die Frequenzen entsprechend ein.

Figur 3

[0622] Figur 3 zeigt das Blockdiagramm eines Quantencomputers QC gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einem beispielhaften, schematisch angedeuteten Drei-Bit-Quantenregister, das ggf. auch z. B. durch ein Drei-Bit-Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister (CECEQUREG) mit drei QuantenALUs ersetzt werden könnte. Eine Erweiterung auf ein n-Bit-Quantenregister ist dem Fachmann leicht möglich.

[0623] Der Kern der beispielhaften Ansteuervorrichtung der Figur 3 ist eine Steuervorrichtung µC, die optional einen Rechnerkern CPU umfasst. Optional weist die Gesamtvorrichtung eine Magnetfeldkontrolle optional in Form einer ersten Magnetfeldsteuerung MFSx und einer zweiten Magnetfeldsteuerung MFSy und einer dritten Magnetfeldsteuerung MFSz auf, die ihre Betriebsparameter optional von der besagten Steuervorrichtung µC erhält und optional Betriebsstatusdaten an diese Steuervorrichtung µC zurückgibt. Die Magnetfeldkontrolle MFSx, MFSy, MFSz ist optional ein mehrdimensionaler Regler, dessen Aufgabe es ist, ein externes magnetisches Feld durch aktive Gegenregelung zu kompensieren. Optional nutzt die Magnetfeldkontrolle MFSx, MFSy, MFSz hierfür einen oder mehrere Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz, die optional den magnetischen Fluss in dem Quantencomputer QC optional in der Nähe der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der nicht in der Figur zu besseren Übersicht eingezeichneten Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ erfasst. Optional handelt es sich bei den Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz um Quantensensoren. Hier sei beispielhaft auf die Anmeldungen DE 10 2018 127 394.0, DE 10 2019 130 114.9, DE 10 2019 120 076.8 und DE 10 2019 121 137.9 verwiesen. Mit Hilfe der Magnetfeldkontrollvorrichtung, beispielsweise in Form des ersten Magnetfelderzeugungsmittels MGx und des zweiten Magnetfelderzeugungsmittels MGy und des dritten Magnetfelderzeugungsmittels MGz und, regelt die Magnetfeldkontrolle MFSx, MFSy, MFSz die magnetische Flussdichte B in der Nähe der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und der nicht in der Figur zu besseren Übersicht eingezeichneten Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ nach. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, als Magnetfeldsensoren MSx, MSy, MSz optional Quantensensoren zu verwenden, da diese die höhere Genauigkeit aufweisen, um das Magnetfeld ausreichend zu stabilisieren.

[0624] Die Steuervorrichtung µC steuert optional über eine Kontrolleinheit A CBA die horizontalen und vertikalen Treiberstufen HD1, HD2, HD3 an, die optional die horizontalen Leitungen LH1, LH2, LH3 und vertikalen Leitungen LV1 mit den jeweiligen horizontalen und vertikalen Strömen bestromen und die richtigen Frequenzen und zeitlichen Burst-Dauern und Burst-Positionen bezogen auf einen zeitlichen Startpunkt t₀ erzeugen.

[0625] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten horizontalen Abschirmstromes ISH1 für die erste horizontale Abschirmleitung SH1 in der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 ein.

[0626] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des zweiten horizontalen Abschirmstromes ISH2 für die zweite horizontale Abschirmleitung SH2 in der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 und in der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 ein.

[0627] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des dritten horizontalen Abschirmstromes ISH3 für die dritte horizontale Abschirmleitung SH3 in der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 und in der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 ein.

[0628] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des vierten horizontalen Abschirmstromes ISH4 für die vierte horizontale Abschirmleitung SH4 in der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 und in der vierten horizontalen Treiberstufe HD4, die aus Platzmangel nur angedeutet ist, ein.

[0629] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten horizontalen Stromes IH1 für die erste horizontale Leitung LH1 in der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 ein.

[0630] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des zweiten horizontalen Stromes IH2 für die zweite horizontale Leitung LH2 in der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 ein.

[0631] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des dritten horizontalen Stromes IH3 für die dritte horizontale Leitung LH3 in der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 ein.

[0632] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten vertikalen Abschirmstromes ISV1 für die erste vertikale Abschirmleitung SV1 in der ersten vertikalen Treiberstufe HV1 ein.

[0633] Die Kontrolleinheit A CBA stellt entsprechend den Vorgaben der Steuervorrichtung µC die Frequenz und die Pulsdauer des ersten vertikalen Stromes IV1 für die erste vertikale Leitung LV1 in der ersten vertikalen Treiberstufe VD1 ein.

[0634] Synchronisiert durch die Kontrolleinheit A CBA speisen diese Treiberstufen VD1, HD1, HD2, HD3, HD4 ihren Strom in einem festen Phasenverhältnis bezogen auf einen gemeinsamen Synchronisationszeitpunkt in die Leitungen SV1, LV1, SV2, SH1, LH1, SH2, LH2, SH3, LH3, SH4 ein.

[0635] Die folgenden Vorrichtungselemente des Quantencomputers QC gemäß der gezeigten optionalen Ausführungsform sind bei elektronischer Auslesung der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 bzw. der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ notwendig.

[0636] Eine Kontrolleinheit B CBB ist über den Steuerdatenbus SDB mit der Steuervorrichtung µC verbunden. Die Steuervorrichtung konfiguriert die eine Kontrolleinheit B CBB über den Steuerdatenbus SDB und stellt Betriebsparameter ein und liest Daten und Betriebszustände über den Steuerdatenbus SDB aus. Optional erfasst die Kontrolleinheit B CBB den jeweiligen Fotostrom, den die Empfängerstufen HS1, HS2, HS3, VS1 erfassen und stellt die Messdaten der Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB zur Verfügung.

[0637] Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine erste horizontale Empfängerstufe HS1 in der Art, dass sie die von der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.

[0638] Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB optional eine zweite horizontale Empfängerstufe HS2 optional in der Art, dass sie die von der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.

[0639] Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine dritte horizontale Empfängerstufe HS3 in der Art, dass sie die von der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.

[0640] Zuvor konfiguriert die Steuervorrichtung µC über den Steuerdatenbus SDB und typischerweise über die Kontrolleinheit B CBB eine erste vertikale Empfängerstufe VS1 in der Art, dass sie die von der ersten vertikalen Treiberstufe VD1 eingespeisten Ströme auf der anderen Seite der Leitungen wieder entnimmt.

[0641] Des Weiteren weist das beispielhafte System der Figur 3 eine Lichtquelle LD für Pumpstrahlung LB im Sinne dieser Schrift auf. Mittels eines Lichtquellentreibers LDRV kann die Steuervorrichtung µC die Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 mit der Pumpstrahlung LB über das optische System OS bestrahlen. Bei Bestrahlung mit dieser Pumpstrahlung LB erzeugen die paramagnetischen Zentren der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 Fotoelektronen, die durch die erste horizontale Empfängerstufe HS1 und/oder die zweite horizontale Empfängerstufe HS2 und/oder die dritte horizontale Empfängerstufe HS3 und/oder die erste vertikale Empfängerstufe VS1 durch Anlegen eines Extraktionsfeldes beispielsweise an die angeschlossenen Abschirmleitungen SH1, SH2, SH3, SH4, SV1, SV2 abgesaugt werden können.

[0642] Der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) umfasst in dem Beispiel der Figur 3 die Kontrolleinheit A CBA, die erste horizontale Treiberstufe HD1, die zweite horizontale Treiberstufe HD2, die dritte horizontale Treiberstufe HD2 und die erste vertikale Treiberstufe VD1.

[0643] Darüber hinaus kann der Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator MW/RF-AWFG zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator) auch so aufgefasst werden, dass er in dem Beispiel der Figur 3 die Kontrolleinheit B CBB, die erste horizontale Empfängerstufe HS1, die zweite horizontale Empfängerstufe HS2, die dritte horizontale Empfängerstufe HS2 und die erste vertikale Empfängerstufe VS1 umfasst.

[0644] Die Leitungen SV1, LV1, SV2, SH1, LH1, SH2, LH2, SH3, LH3, SH4 bilden in dem Beispiel der Figur 3 die beispielhafte Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne mWA.

Figur 4

[0645] Figur 4 zeigt ein beispielhaftes Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einer beispielhaften zentralen Steuereinheit ZSE. Die beispielhafte zentrale Steuereinheit ZSE ist in diesem Beispiel über einen optional bidirektionalen Datenbus, den externen Datenbus EXTDB, mit einer Vielzahl von Quantencomputern QC1 bis QC16 verbunden. Optional umfasst ein solches Quanten-Computersystem QUSYS mehr als einen Quantencomputer QC1 bis QC16. In dem Beispiel der Figur 4 umfasst jeder der Quantencomputer QC1 bis QC16 je eine Steuervorrichtung µC1 bis µC16. Optional umfasst das Quantencomputersystem QUSYS eine Ladevorrichtung LDV, die mit der Energie aus einer Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV eine Energiereserve BENG lädt und/oder eine Energieaufbereitungsvorrichtung SRG mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG versorgt ein oder mehrere Vorrichtungsteile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie aus der Energiereserve BENG und/oder mit elektrischer Energie der Ladevorrichtung LDV. Optional versorgt die Energieaufbereitungsvorrichtung SRG versorgt ein oder mehrere Vorrichtungsteile des Quantencomputersystems QUSYS mit elektrischer Energie aus der Energiereserve BENG, wenn ein Vorrichtungsteil des Quantencomputersystem QUSYS eine Quantenoperation zur Manipulation eines Quantenpunkts NV1, NV2, NV3 und/oder zur Manipulation eines Kernquantenpunkts CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ durchführt. In dem Beispiel der Figur 4 sind beispielhaft 16 Quantencomputer QC1 bis QC16 über den externen Datenbus EXTDB mit der Zentralensteuereinrichtung ZSE verbunden. Bei dem externen Datenbus EXTDB kann es sich um ein beliebiges, geeignetes Datenübertragungssystem handeln. Es kann beispielsweise drahtgebunden, drahtlos, lichtwellenleitergebunden, optisch, akustisch, oder funkgestützt sein. Im Falle eines drahtgebundenen Systems kann der externe Datenbus EXTDB ganz oder in Teilabschnitten beispielsweise ein Eindrahtdatenbus, wie beispielsweise ein LIN-Bus, oder ein Zweidrahtdatenbus, wie beispielsweise ein CAN-Datenbus, sein. Bei dem externen Datenbus EXTDB kann es sich beispielsweise ganz oder in Teilabschnitten um einen komplexeren Datenbus mit mehreren Leitern und/oder mehreren logischen Pegeln etc. handeln. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz oder in Teilabschnitten beispielsweise ein Ethernet-Datenbus sein. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz aus einer Art von Datenbus bestehen, oder aus verschiedenen Datenübertragungstrecken unterschiedlicher Art zusammengesetzt sein. Der externe Datenbus EXTDB kann sternförmig, wie in dem Beispiel der Figur 4, angeordnet sein. Der externe Datenbus EXTDB kann ganz oder in Teilen auch beispielsweise wie in einer Daisy-Chain (https://de.wikipedia.org/wiki/Daisy_Chain) als Verkettung der Busknoten in Form der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausgeführt sein, wobei dann optional jede der Steuervorrichtungen der betreffenden Quantencomputer dieses Teils des Quantencomputer-Systems QUSYS optional über mehr als eine Datenschnittstelle verfügen, um mehr als einen externe Datenbus EXTDB an den betreffenden Quantencomputer beispielsweise für eine solche Verkettung anschließen zu können. Es ist denkbar, dass dann einer oder mehrere Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 als Bus-Master und damit als zentrale Steuereinrichtungen ZSE für untergeordnete Teil-Netze des Quantencomputersystems QUSYS agieren.

[0646] Optional handelt es sich bei der zentralen Steuereinrichtung ZSE des Quantencomputersystems QUSYS um die Steuervorrichtung µC eines Quantencomputers QC. Optional ist die zentrale Steuervorrichtung ZSE des Quantencomputersystems QUSYS ein Quantencomputer QC mit einer Steuereinrichtung µC, wobei hier im Falle der Figur 4 auf die "normalen" Rechnereigenschaften der Steuervorrichtung µC abgestellt wird, die das Quantencomputersystem QUSYS als zentrale Steuereinrichtung ZSE steuern. Aus der Perspektive der Quantencomputer QC1 bis QC16 entspricht die zentrale Steuereinrichtung ZSE optional einem externen Überwachungscomputer des Quantencomputersystems QUSYS.

[0647] Das Datenübertragungsnetz des Quantencomputersystems QSYS kann ganz oder in Teilen einer linearen Kette von Busknoten in Form der Quantencomputer QC1 bis QC16 längs eines Teils des externen Datenbusses EXTDB oder längs des externen Datenbusses EXTDB entsprechen, die auch zu einem Ring (Stichwort Token-Ring) geschlossen sein.

[0648] Das Datenübertragungsnetz des Quantencomputersystems QSYS kann ganz oder in Teilen einer Sternstruktur von Busknoten in Form der Quantencomputer QC1 bis QC16 gleichen, die an einer oder mehreren Datenleitungen und/oder Datenübertragungsmedien angeschlossen sind. Eine Sternstruktur liegt z. B. bei Funkübertragung der Daten vor. Auch können ein, mehrere oder alle Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 über eine Punkt-Zu-Punkt-Verbindung mit der zentralen Steuereinrichtung ZSE verbunden sein. In dem Fall muss die zentrale Steuereinrichtung ZSE für jede Punkt-zu-Punkt-Verbindung über eine separate Datenschnittstelle verfügen.

[0649] Das Datenübertragungsnetz des Quantencomputersystems QSYS kann als Baumstruktur angelegt sein, wobei einzelne Quantencomputer beispielsweise über mehr als eine Datenbusschnittstelle verfügen, und als Bus-Master, also zentrale Steuereinrichtung ZSE für Sub-Netze des Datenübertragungsnetzes aus Datenbussen und Quantencomputern dienen können.

[0650] Das Quantencomputersystem QUSYS kann optional hierarchisch strukturiert sein, wobei die Steuervorrichtungen µC einzelner Quantencomputer zentrale Steuereinrichtungen ZSE von Unterquantencomputersystemen sein können. Die Unterquantencomputersysteme sind dabei optional selbst Quantencomputersysteme QUSYS. Die zentrale Steuereinrichtung ZSE des Unterquantencomputersystems ist dabei optional selbst ein Quantencomputer, der optional selbst wieder Teil eines übergeordneten Quantencomputersystems QUSYS ist.

[0651] Durch diese Hierarchisierung können unterschiedliche Berechnungen in unterschiedlichen Unterquantencomputersystemen parallel bearbeitet werden, wobei die Anzahl der verwendeten Quantencomputer je nach Aufgabe anders gewählt wird.

[0652] Optional umfasst somit das Quantencomputersystem QUSYS mehrere miteinander gekoppelte Rechnereinheiten. Bei den Rechnereinheiten handelt es sich typischerweise um Rechnerkerne CPU der Steuervorrichtungen µC der Quantencomputer QC1 bis QC16. Eine solche Rechnereinheit kann ein Programm der künstlichen Intelligenz verwenden, die mit den Quantencomputern und/oder den Quantenregistern und/oder den Quantenbits gekoppelt werden kann. Dabei kann sowohl die Eingabe in das Programm der künstlichen Intelligenz von dem Zustand der Quantenpunkte dieser Komponenten des Quantencomputersystems abhängen, als auch die Ansteuerung der Quantenbits und Quantenpunkte dieser Komponenten des Quantencomputersystems von den Ergebnissen des Programms der künstlichen Intelligenz abhängen. Das Programm der künstlichen Intelligenz kann sowohl in der zentrale Steuereinrichtung ZSE als auch in den Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausgeführt werden. Hierbei können auch nur Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in der zentralen Steuereinrichtung ZSE ausgeführt werden, während andere Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in der Steuervorrichtungen µC von Quantencomputern innerhalb des Quantencomputersystems ausgeführt werden. Optional können hierbei auch nur Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in einer der Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 ausgeführt werden, während andere Teile des Programms der künstlichen Intelligenz in anderen Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 anderer Quantencomputer QC1 bis QC16 innerhalb des Quantencomputersystems QUSYS ausgeführt werden. Dies Abarbeitung eines Programms der künstlichen Intelligenz kann also über das Quantencomputersystem QUSYS verteilt sein oder in einer Steuervorrichtung der Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 konzentriert erfolgen. Dabei wirkt das Programm der künstlichen Intelligenz mit Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 der Quantencomputer QC1 bis QC16 zusammen. Die Steuervorrichtung kann also optional ein System aus Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 sein. Eine Steuervorrichtung kann somit beispielsweise die zentrale Steuereinrichtung ZSE eines Quantencomputersystems QSYS mit einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 und/oder einem oder mehreren Steuervorrichtungen µC eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 mit jeweils einem oder mehreren Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 umfassen. Komplexere Topologien mit weiteren zwischengeschalteten Rechnerknoten und Datenbusverzweigungen sind denkbar. Die Steuervorrichtung, die wie beschrieben auch ein Verbund von Steuervorrichtung sein kann, führt ein Programm der künstlichen Intelligenz aus. Ein solches Programm der künstlichen Intelligenz kann beispielsweise ein neuronales Netzwerkmodell mit neuronalen Netzwerkknoten sein.

[0653] Beispielsweise können eine oder mehrere Steuervorrichtungen der Steuervorrichtungen µC1 bis µC16 der Quantencomputer QC1 bis QC16 und/oder die zentrale Steuereinheit ZSE ein Verfahren des maschinellen Lernens ausführen. Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft auf:

Akinori Tanaka, Akio Tomiya, Koji Hashimoto, "Deep Learning and Physics (Mathematical Physics Studies)" 21. Februar 2021, Herausgeber: Springer; 1st ed. 2021 Edition, ISBN-10: 9813361077, ISBN-13: 978-9813361072, und

Ovidiu Calin, "Deep Learning Architectures: A Mathematical Approach (Springer Series in the Data Sciences)", Springer; 1st ed. 2020 Edition (14. Februar 2021), ISBN-10: 3030367231, ISBN-13: 978-3030367237.

[0654] Die in diesen Schriften erläuterten Verfahren sind Teil der Offenlegung der hier vorgelegten Schrift, sofern sie durch einen Quantencomputer QC, wie ihn die hier vorgestellte Schrift darlegt, ausgeführt werden. Eine der häufigsten Techniken in der künstlichen Intelligenz, die ein Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform und/oder ein Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform ausführen können, ist maschinelles Lernen. Maschinelles Lernen ist ein selbstadaptiver Algorithmus, den ein Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform und/oder ein Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform ausführen können. Das sogenannte Deep Learning, das ein Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform und/oder ein Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform ausführen können, ist typischerweise eine Teilmenge des maschinellen Lernens. Ein Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform und/oder ein Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform nutzen beim maschinellen Lernen eine Reihe hierarchischer Schichten bzw. eine Hierarchie von Konzepten, um den Prozess des maschinellen Lernens durchzuführen. Optional verwendet der Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform bzw. das Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform ein Modell künstlicher neuronaler Netze, die virtuell wie das menschliche Gehirn organisiert und konstruiert sind. Die virtuellen Neuronen des neuronalen Netzwerksmodells, das der Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform bzw. das Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform ausführt, sind optional virtuell wie ein Netz miteinander verbunden. Die erste virtuelle Schicht des neuronalen Netzes, die sichtbare Eingangsschicht, verarbeitet eine Rohdateneingabe, wie beispielsweise die einzelnen Pixel eines Bildes. Die Dateneingabe enthält Variablen, die der Beobachtung zugänglich sind, daher "sichtbare Schicht". Diese erste virtuelle Schicht des neuronalen Netzwerkmodells leitet ihre Ausgaben an die nächste virtuelle Schicht des Netzwerkmodells bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform bzw. durch das Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform weiter. Diese zweite virtuelle Schicht verarbeitet die Informationen der vorherigen virtuellen Schicht und gibt das Ergebnis ebenfalls bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den Quantencomputer QC bzw. durch das Quantencomputersystem QUSYS weiter. Die nächste, dritte virtuelle Schicht des neuronalen Netzwerkmodells nimmt die Informationen der zweiten virtuellen Schicht bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den Quantencomputer QC bzw. durch das Quantencomputersystem QUSYS entgegen. Die dritte virtuelle Schicht des neuronalen Netzwerkmodells verarbeitet diese Informationen bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den Quantencomputer QC bzw. durch das Quantencomputersystem QUSYS weiter. Diese Schichten werden als versteckte Ebenen (Englisch: hidden layers) bezeichnet. Die in ihnen enthaltenen Merkmale werden zunehmend abstrakt. Ihre Werte sind nicht in den Ursprungsdaten angegeben. Stattdessen sollte optional das neuronale Netzwerkmodell bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den Quantencomputer QC bzw. durch das Quantencomputersystem QUSYS bestimmen, welche Konzepte für die Erklärung der Beziehungen in den beobachteten Daten nützlich sind. Dies geht nun über alle virtuellen Ebenen des künstlichen neuronalen Netzwerkmodells so weiter. Das Ergebnis wird in der sichtbaren, letzten virtuellen Schicht bei der Ausführung des neuronalen Netzwerkmodells durch den Quantencomputer QC bzw. durch das Quantencomputersystem QUSYS ausgegeben. Dies unterteilt die gewünschte komplizierte Datenverarbeitung in eine Reihe von verschachtelten einfachen Zuordnungen, die eine jeweils andere Schicht des neuronalen Netzwerkmodells beschreibt.

[0655] Das neuronale Netzwerkmodell verwendet dabei typischerweise einen oder mehrere Eingangswerte und/oder ein oder mehrere Eingangssignale. Das neuronale Netzwerkmodell, liefert typischerweise einen oder mehrere Ausgangswerte und/oder ein oder mehrere Ausgangssignale. Es wird hier nun vorgeschlagen, das Programm der künstlichen Intelligenz durch ein Programm zu ergänzen, das eine oder mehrere der oben erwähnten Quantenoperationen auf einem oder mehreren Quantencomputern der Quantencomputer QC1 bis QC16 durchführt. Diese Kopplung kann optional in der einen Richtung dadurch geschehen, dass die Ansteuerung eines oder mehrere Quantenpunkte QC1 bis QC16, insbesondere mittels horizontaler Leitungen LH1, LH2, LH3 und/oder vertikaler Leitungen LV1, von einem oder mehreren Ausgangswerten und/oder einem oder mehreren Ausgangssignalen des neuronalen Netzwerkmodells abhängt. In der anderen Richtung werden zu einem Zeitpunkt Zustände eines oder mehrerer Quantenpunkte ausgelesen und in dem Programm der künstlichen Intelligenz, in diesem Beispiel dem neuronalen Netzwerkmodell, als Eingabe verwendet. Der Wert eines oder mehrerer Eingangswerte und/oder eines oder mehrerer Eingangssignale des Programms der künstlichen Intelligenz, hier des neuronalen Netzwerkmodells, hängt dann von dem Zustand eines oder mehrerer der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder einem oder mehreren Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ab.

Figur 5

[0656] Figur 5 zeigt ein Flugzeug FZ gemäß einer optionalen Ausführungsform mit mehreren verlegbaren Quantencomputern QC1, QC2. In dem Beispiel der Figur 5 weist das beispielhafte Flugzeug FZ einen ersten Quantencomputer QC1 und einen zweiten Quantencomputer QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE auf, die mit den beispielhaft zwei Quantencomputern QC1, QC2 über einen externen Datenbus EXTDB verbunden sind. Der externe Datenbus EXTDB ist optional Teil des vorschlagsgemäßen Flugzeugs FZ. Die verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 nehmen in dem vorschlagsgemäßen Flugzeug FZ optional die Lösung NPharter Probleme wahr.

[0657] Nähere Informationen zu NP-harten Problemen finden sich beispielsweise unter

• https://de.wikipedia.org/wiki/NP_(Komplexit%C3%A4tsklasse) und
• https://en.wikipedia.org/wiki/NP-hardness

Solche Probleme können beispielsweise die Anordnung bestimmter Lasten im Frachtraum oder Optimierungsprobleme, wie z. B. die optimale Reiseroute betreffen. Es ist auch denkbar, dass die verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 in dem Flugzeug FZ Aufgaben der künstlichen Intelligenz ausführen oder unterstützen. Optional sind die verlegbaren Quantencomputer QC1, QC2 über den externen Datenbus EXTDB mit der zentralen Steuereinrichtung ZSE verbunden, die typischerweise ein anderes Steuergerät des Flugzeugs FZ ist. Beispielsweise kann die zentrale Steuereinrichtung ZSE ein Rechnersystem im Cockpit des Flugzeugs FZ oder in einem Serverraum des Flugzeugs FZ sein. Das vorschlagsgemäße Flugzeug FZ umfasst somit optional ein Quantencomputersystem QUSYS mit mindestens einem Quantencomputer QC1, QC2.

[0658] Die Quantencomputer QC1, QC2 können optional die Piloten und die übrigen Rechnersysteme des Flugzeugs FZ unterstützen. Beispielsweise können die Quantencomputer QC1, QC2 des Flugzeugs FZ das Fluglageregelungssystem FLR und/oder das Navigationssystem und/oder den Autopiloten NAV unterstützen, oder deren Funktion ganz oder teilweise übernehmen. Natürlich sind die Funktionen eines Quantencomputers QC auf diese Funktionen eines Flugzeugs FZ nicht beschränkt.

[0659] Weitere optionale Ausführungsformen können beispielsweise umfassen:

Airborne Weather Radar

[0660] Die Anwendung, und der Prozess der Auswertung des Airborne Weather Radars wird im Folgenden beschrieben. Das Wetterradar kann im Bug hinter einem Radom, einer geschlossenen Schutzhülle (radar nose), des Flugzeugs FZ eingebaut sein. Es kann das Wetter in der Umgebung des Flugzeugs ermitteln. Das Wetterradar kann Daten über den externen Datenbus EXTDB an einen oder mehrerer Quantencomputer QC1, QC2 übertragen. Die Quantencomputer QC1, QC2 können dann die Daten des Wetterradars auswerten. Optional erhalten die Quantencomputer QC1, QC2 weitere Daten, beispielsweise über Funkschnittstellen des Flugzeugs FZ von anderen Stellen, wie beispielsweise Wetterdiensten, Zentralen der Fluggesellschaften, Flugzeugherstellern etc. Typische NP-vollständige Probleme, die besonders gut mit Quantencomputern QC in diesem Zusammenhang lösbar sind, sind optional die Bewertung der Wetterdaten und die Optimierung der Flugstrecke hinsichtlich Gefährdung Flugzeit, Kosten, etc. Die Quantencomputer QC1, QC2 können diese Berechnungen NP-vollständiger Probleme durchführen, und die Piloten frühzeitig vor gefährlichen Wetterphänomenen warnen, und Optimierungsvorschläge unterbreiten. Ggf. können konventionelle Rechnersysteme des Flugzeugs die Ergebnisses der Quantencomputerprogramme, die auf den Quantencomputern QC1, QC2 ausgeführt wurden, auf konventionelle Weise noch einmal verifizieren, da dann ja keine Optimierungssuche mehr notwendig ist, und den Piloten die Richtigkeit der Quantencomputerberechnung bestätigt. Die hier vorgelegte Schrift verweist hierzu beispielhaft auf Figur 9.

ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) oder EICAS (Engine Indication and Crew Alerting System)

[0661] Als weitere Anwendung kommt beispielsweise eine Unterstützung des ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitoring) durch die Quantencomputer QC1, QC2 des Quantencomputersystems QUSYS des Flugzeugs in Frage. Dieses elektronische System zeigt in dem Flugzeug optional die wichtigsten Triebwerksparameter an und überprüft sämtliche Flugzeugsysteme, etwa für Kraftstoff und Hydraulik. Es meldet Fehler und gibt optional Hinweise, wie das Problem zu beheben ist. Dieses elektronische System zeigt in dem Flugzeug FZ optional die wichtigsten Triebwerksparameter an und überprüft sämtliche Flugzeugsysteme, etwa hinsichtlich Kraftstoff und Hydraulik. Es meldet optional vermutete oder erkannte Fehler und gibt Hinweise, wie das Problem zu beheben ist. Hierzu können die Quantencomputer QC1, QC2 Quantencomputerberechnungen durchführen, um die Wahrscheinlichkeiten kritischer Kombinationen von Flugzeug- und Umweltparametern erkennen zu können und Maßnahmen, Maßnahmenabfolgen und Flugstrecken etc. so zu ermitteln, dass die Wahrscheinlichkeit kritischer Situationen bei maximaler Effektivität minimiert wird.

TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System)

[0662] Das TCAS ist ein bordeigenes Frühwarnsystem eines Flugzeugs FZ gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Vermeidung von Flugzeugkollisionen in der Luft. Sind zwei Flugzeuge auf Kollisionskurs, empfiehlt es den beiden Piloten ein geeignetes Ausweichmanöver, um einen drohenden Zusammenstoß abzuwenden. Die Quantencomputer QC1, QC2 können optional unter Berücksichtigung der Wetterlage etc. Ausweichkurse vorschlagen, die zum Ersten eine minimale Kollisionswahrscheinlichkeit haben und zum anderen auch hinsichtlich der Wetterbedingungen optimal sind.

Figur 6

Figur 6a

[0663] Figur 6a zeigt ein anderes Einsatzbeispiel des vorschlagsgemäßen verlegbaren Quantencomputers QC in einem Flugzeug FZ gemäß einer optionalen Ausführungsform. In dem Beispiel der Figur 6a handelt es sich um ein militärisches Flugzeug FZ. Ein militärisches Flugzeug kann beispielsweise ein Abfangjäger oder ein Langstreckenbomber oder ein allgemeines Kampfflugzeug oder ein Hubschrauber oder dergleichen sein. Es kann sich auch um eine Drohne oder dergleichen handeln.

[0664] In dem Beispiel der Figur 6a umfasst das Kampfflugzeug einen Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform. Der Quantencomputer QC kann beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Flugzeugs FZ das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Flugzeugs und/oder entlang der Route zum Ziel, der Zielauswahl und/oder Zielfestlegung und/oder der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und/oder die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel bearbeiten. Der Quantencomputer QC ist in dem Beispiel der Figur 6 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb des Flugzeugs FZ mit der zentralen Steuereinheit ZSE verbunden. Der Quantencomputer QC entspricht optional einem Quantencomputer QC gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

[0665] In dem Beispiel der Figur 6a ist das beispielhafte Kampfflugzeug FZ mit einer ersten Rakete RKT und einer zweiten Rakete RKT bewaffnet. Statt der Bewaffnung mit Raketen RKT und/oder zusätzlich zur Bewaffnung mit Raketen ist auch die Bewaffnung mit anderen Waffen wie Maschinenkanonen, Störsendern, Aufklärungsvorrichtungen etc. denkbar. Insofern sind die Raketen nur Beispiele für zusätzliches Equipment, das als Zuladung durch das Kampfflugzeug FZ transportiert werden kann. Insofern ist das Flugzeug FZ nur ein Beispiel für ein Fahrzeug im weitesten Sinne.

[0666] In dem Beispiel der Figur 6a verfügt das Fahrzeug in Form des Flugzeugs FZ über ein Quantencomputersystem QUSYS ähnlich dem der Figur 4 mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen ZSE, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB mit einem oder mehreren Quantencomputern QC verbunden sind.

[0667] In dem Beispiel der Figur 6a verfügt die Zuladung in der beispielhaften Form von zwei Raketen RKT jeweils über eigene Quantencomputersysteme QUSYS ähnlich der Figur 4 mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen ZSE der jeweiligen Zuladung, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB der jeweiligen Zuladung mit einem oder mehreren Quantencomputern QC der jeweiligen Zuladung verbunden sind. In dem Beispiel der Figur 6a verfügt jede der beiden beispielhaften Raketen RKT jeweils über ein jeweiliges eigenes Quantencomputersystem QUSYS der jeweiligen Rakete RKT ähnlich der Figur 4 mit einer oder mehreren jeweiligen zentralen Steuervorrichtungen ZSE der jeweiligen Rakete RKT, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB der jeweiligen Rakete RKT mit einem oder mehreren Quantencomputern QC der jeweiligen Rakete RKT verbunden sind.

[0668] Das Kampfflugzeug FZ verfügt somit in dem dargestellten Zustand über mehrere Quantencomputersysteme QUSYS. Ein erstes Quantencomputersystem QUSYS umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE des Kampflugzeugs FZ und zumindest einen externen Datenbus EXTDB des Kampfflugzeugs FZ und zumindest einen Quantencomputer QC des Kampfflugzeugs FZ. Ein beispielhaftes zweites Quantencomputersystem QUSYS umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der ersten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der ersten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen Quantencomputer QC der ersten beispielhaften Rakete RKT. Ein beispielhaftes drittes Quantencomputersystem QUSYS umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der zweiten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der zweiten beispielhaften Rakete RKT und zumindest einen Quantencomputer QC der zweiten beispielhaften Rakete RKT.

[0669] Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, dass optional ein externer Datenbus EXTDB das erste Quantencomputersystem mit dem zweiten und dritten Quantencomputersystem verbindet, solange die Zuladungen, d.h. beispielsweise die Raketen, mit dem Flugzeug FZ verbunden sind.

[0670] Nach dem Abfeuern der Raketen RKT, wenn sich also das Flugzeug FZ von seiner Zuladung in Form der Raketen RKT trennt, trennt eine Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV das Quantencomputersystem QUSYS der abgetrennten Zuladung, hier der abgefeuerten Rakete RKT, von dem Quantencomputersystem QUSYS des Flugzeugs FZ. Das Fahrzeug ist hier beispielhaft ein Flugzeug FZ. Es kann sich bei einem Fahrzeug im Sinne der hier vorgelegten Schrift aber auch um ein Kraftfahrzeug, ein Zweirad, ein Dreirad oder einen Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, einen Roboter, ein Transportfahrzeug, eine Drohne, eine Roboterdrohne, einen Flugkörper, einen Schwimmkörper, einen Tauchkörper, ein Schiff, ein U-Boot, eine See-Mine, eine Landmine, eine Rakete, ein Geschoss, einen Satelliten, eine Raumstation, einen Anhänger, einen Schleppkahn, einen Container, insbesondere einen See-Container oder dergleichen handeln. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV trennt optional einen externen Datenbus EXTDB, der beispielsweise ein erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zweiten Quantencomputersystem QUSYS verbindet, im Bedarfsfall auf, sodass das Quantencomputersystem QUSYS, das zuvor das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasste, durch die Auftrennung mittels der Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV in zwei separate Quantencomputersysteme QUSYS zerfällt. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV kann aber auch umgekehrt ein zuvor separates erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zuvor separaten zweiten Quantencomputersystem QUSYS beispielsweise über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB verbinden und im Bedarfsfall koppeln, sodass ein neues, vergrößertes Quantencomputersystem QUSYS entsteht, das anschließend das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasst durch die Verbindung dieser beiden Quantencomputersysteme über Quantencomputersystemtrennvorrichtung zu einem Quantencomputersystem QUSYS verschmilzt. In einem solchen neuen Quantencomputersystem QUSYS aus mindestens zwei zuvor separaten Quantencomputersystemen QUSYS ist die zentrale Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS des Fahrzeugs, hier des Kampfflugzeugs FZ, optional höher priorisiert als die zentrale Steuereinheit ZSE des Quantencomputersystems QUSYS der Zuladung, hier der Rakete RKT. Diese Verschmelzung ist besonders vorteilhaft während des Ladevorgangs bei dem die Zuladung mit dem Fahrzeug verbunden wird.

[0671] Nach der Trennung der Zuladung von dem Fahrzeug kann das Quantencomputersystem QUSYS der Zuladung optional autonom agieren. In dem Beispiel der Figur 6a bedeutet dies, dass nach der Trennung der Raketen RKT als beispielhafter Zuladung von dem Kampfflugzeug FZ als beispielhaftem Fahrzeug das Quantencomputersystem QUSYS der Rakete RKT optional autonom agieren kann. Es ist jedoch denkbar sein, dass das Quantencomputersystem QUSYS der Zuladung, hier in Form einer Rakete RKT, nach der Trennung von dem Fahrzeug, hier in Form des Kampfflugzeugs FZ, über eine drahtlose oder drahtgebundene oder über einen Lichtwellenleiter oder eine funktionsäquivalente Datenübertragungsstrecke mit dem Quantencomputersystem QUSYS des Fahrzeugs, hier des Kampfflugzeugs FZ, verbunden bleibt. Auch ist es denkbar, dass beispielsweise jeder der Quantencomputer QC1 bis QC16 der Figur 4 der Quantencomputer QC eines einzelnen Fahrzeugs, die über eine Funkverbindungsstrecke als externen Datenbus EXTDB mit einer zentralen Steuereinheit ZSE in einem Führungsfahrzeug und/oder untereinander verbunden sind. Beispielsweise kann es sich bei einem beispielhaften Quantencomputersystem QUSYS um einen Drohnenschwarm handeln, bei dem jede der Drohnen einen oder mehrere Quantencomputer QC umfasst, die drahtlos, beispielsweise über Funkstrecken oder Laserstrahlverbindungen als externen Datenbus EXTDB, miteinander kommunizieren. Im beispielhaften Falle eines Drohnenschwarms kann daher das Quantencomputersystem QUSYS der Quantencomputer QC1 bis QC16 der beispielhafte Drohnen optional auch keine zentrale Steuereinrichtung ZSE umfassen. Optional sind alle Drohnen in etwa gleich gestaltet und organisieren sich dann optional mittels Schwarmtechnologien selbst.

[0672] In dem Beispiel der Figur 6a umfasst jede Rakete RKT für sich beispielhaft einen Quantencomputer QC. Der Quantencomputer QC kann beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE der betreffenden Rakete RKT das NP-komplexe Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld der betreffenden Rakete RKT und entlang der Route der betreffenden Rakete RKT zum Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel bearbeiten. Bei der Rakete RKT kann es sich auch um eine Drohne oder einen Marschflugkörper handeln, der mehrere Ziele bekämpfen kann. Der Quantencomputer QC der betreffenden Rakete RKT ist in dem Beispiel der Figur 6a über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb der betreffenden Rakete RKT mit der zentralen Steuereinheit ZSE der betreffenden Rakete RKT verbunden. Der Quantencomputer QC der betreffenden Rakete RKT entspricht optional einem Quantencomputer QC der Figur 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

Figur 6b

[0673] Die Figur 6b zeigt einen beispielhaften verlegbaren Quantencomputer QC gemäß einer optionalen Ausführungsform in einem See-Container SC auf einem Tieflader TL mit einer Zugmaschine ZM. Sowohl der See-Container SC als auch der Tieflader TL als auch die Zugmaschine ZM können einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder jeweils ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfassen. Innerhalb des See-Containers SC können ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS platziert sein. Alle diese Quantencomputer QC und/oder Quantencomputersysteme QUSYS können während des Transports und/oder davor und/oder danach zu einem oder mehreren Quantencomputersystem QUSYS, wie am Beispiel der Figur 6a erläutert insbesondere zeitweise zusammengeschaltet sein. In dem Beispiel der Figur 6c versorgt eine zusätzliche Energiereserve BENG das Quantencomputersystem QUSYS mit dem Quantencomputer QC innerhalb des beispielhaften See-Containers SC mit elektrischer Energie.

Figur 6c

[0674] Die Figur 6c zeigt einen beispielhaften Flugzeugträger FZT. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT umfasst einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für ein Kriegsschiff, das einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für ein Schiff, das einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für einen Schwimmkörper, der einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Der beispielhafte Flugzeugträger FZT ist ein Beispiel für ein Fahrzeug, das ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfasst. Optional handelt es sich bei den Quantencomputern QC und/oder Quantencomputersystemen QUSYS um verlegbare Quantencomputer QC im Sinne der hier vorgelegten Schrift. Beispielsweise können Quantencomputersysteme QUSYS und/oder Quantencomputer QC von Flugzeugen FZ des Flugzeugträgers FZT während des Transports durch den Flugzeugträger FZT und/oder in dem Flugzeugträger FZT mit einem oder mehreren Quantencomputern QC und/oder Quantencomputersystemen QUSYS des Flugzeugträgers FZT beispielsweise über ein oder mehrere Quantencomputersystemtrennvorrichtungen QCTV und einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB zu größeren Quantencomputersystemen QUSYS verbunden ein.

[0675] In dem Beispiel der Figur 6c umfasst der Flugzeugträger FZT beispielhaft einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS. Einer oder mehrere dieser Quantencomputer QC und/oder ein oder mehreren Quantencomputersysteme QUSYS können beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Flugzeugträgers FZT das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Flugzeugträgers FZT und entlang der Route zu einem Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Flugzeug-, Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel bearbeiten. Der bzw. die Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem bzw. die Quantencomputersysteme QUSYS des Flugzeugträgers FZT sind optional über einen externen Datenbus EXTDB und ggf. geeignete Quantencomputersystemtrennvorrichtungen QCTV innerhalb des Flugzeugträgers FZT miteinander und mit denen anderer Vorrichtungen auf dem Flugzeugträger FZT verbunden. Ein Quantencomputer QC des Flugzeugträgers FZT entspricht optional einem Quantencomputer QC der Figur 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

Figur 6d

[0676] Die Figur 6d zeigt eine Fabrikhalle FHB als Beispiel einer stationären Vorrichtung in die hier beispielhaft mehrere Quantencomputer QC eingebracht wurden. In dem Beispiel der Figur 6d versorgt das normale Stromnetz PWR die verlegbaren Quantencomputersysteme QUSYS mit ihren Quantencomputern QC innerhalb der beispielhaften stationären Vorrichtungen FBH mit elektrischer Energie. Die stationäre Vorrichtung FHB kann beispielsweise ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS mit einem oder mehreren Quantencomputern QC umfassen. Der bzw. die Quantencomputer QC und/oder das Quantencomputersystem bzw. die Quantencomputersysteme QUSYS der stationären Vorrichtung FHB sind optional über einen externen Datenbus EXTDB und ggf. geeignete Quantencomputersystemtrennvorrichtungen QCTV innerhalb der stationären Vorrichtung FHB miteinander und mit denen anderer Vorrichtungen der stationären Vorrichtung FHB verbunden. Ein Quantencomputer QC der stationären Vorrichtung FHB entspricht optional einem Quantencomputer QC der Figur 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

Figur 7

[0677] Figur 7 zeigt eine anderes Beispiel eines Fahrzeugs mit einem Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform mit hier beispielhaft zwei Quantencomputern QC. Es handelt sich um ein beispielhaftes Unterseeboot (U-Boot) SUB. Das beispielhafte Unterseeboot SUB weist ein Energiesystem ERS als Energiequelle des U-Boots SUB auf. Das Energiesystem ERS stellt auch die Energieversorgung PWR der Ladevorrichtung LDV des Quantencomputersystems QUSYS des Unterseeboots SUB dar. Das Unterseeboot SUB verfügt typischerweise über eine sehr große Energiereserve BTR. Ein Antrieb ENG treibt in dem Beispiel der Figur 7 das Unterseeboot SUB über eine oder mehrere beispielhafte Schiffsschrauben SCHR an.

[0678] In dem Beispiel der Figur 7 verfügt das Unterseeboot SUB über eine Mehrzahl von Raketen RKT als Bewaffnung. Es kann sich auch um Marschflugkörper oder andere Vorrichtungen handeln, die sich als vom Unterseeboot SUB trennbare Vorrichtungen auf dem Unterseeboot SUB befinden. Insofern sind die Raketen RKT hier nur Beispiele für Vorrichtungen, die von einem Fahrzeug trennbar sind und sich beispielsweise wie hier als Zuladung auf oder in dem Fahrzeug, hier einem Unterseeboot SUB, befinden. Beispielsweise können eine oder mehrere der Raketen RKT des Unterseeboots SUB ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder einen oder mehrere Quantencomputer QC umfassen. Optional sind das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder ein oder mehreren Quantencomputer QC mittels einer Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV und eines externen Datenbusses EXTDB mit dem einen und/oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC1, QC2 des Unterseeboots SUB verbunden. Die hier vorgelegte Schrift beschrieb die Trennung und Verbindung von Quantencomputersystemen QUSYS bereits in der Beschreibung der Figur 6a. Hier nimmt das Unterseeboot SUB die Rolle des Flugzeugs FZ der Figur 6a ein. Die dort offengelegten Zusammenhänge gelten auch hier soweit zutreffend und werden soweit zutreffend und sinnvoll beansprucht. Eine Raketenabschusskontrolle RKTC ist ein Beispiel eines Feuerleitsystems eines Fahrzeugs. Hier ist das Fahrzeug das Unterseeboot SUB. In dem Beispiel der Figur 7 können die Raketenabschusskontrolle RKTC und das Unterseeboot SUB jeweils ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder einen oder mehrere Quantencomputer QC aufweisen. Da die Raketenabschusskontrolle RKTC Teil des Unterseeboots ist, sind auch der eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder der eine oder die mehreren Quantencomputer QC der Raketenabschusskontrolle RKTC Teil des Unterseeboots SUB. Optional verbindet ein externer Datenbus EXTDB das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder den einen oder die mehreren Quantencomputer QC der Raketenabschusskontrolle RKTC mit dem einen oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC des Unterseeboots SUB.

[0679] In dem Beispiel der Figur 7 verfügt das Unterseeboot SUB über eine Mehrzahl von Torpedos TRP als Bewaffnung. Es kann sich um Marschflugkörper oder andere Vorrichtungen handeln, die sich als vom Unterseeboot SUB trennbare Vorrichtungen auf dem Unterseeboot SUB befinden und beispielsweise über die Torpedorohre als Beispiel einer mechanischen Trennvorrichtung beispielsweise durch Abfeuern abgetrennt werden. Insofern sind die Torpedos TRP hier nur Beispiele für Vorrichtungen, die von einem Fahrzeug trennbar sind und sich beispielsweise wie hier als Zuladung auf oder in dem Fahrzeug, hier ein Unterseeboot SUB, befinden. Beispielsweise können ein oder mehrere der Torpedos TRP des Unterseeboots SUB ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder einen oder mehrere Quantencomputer QC umfassen. Optional sind das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder ein oder mehrere Quantencomputer QC mittels einer Quantencomputersystemtrennvorrichtung QCTV und eines externen Datenbusses EXTDB mit dem einen und/oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC1, QC2 des Unterseeboots SUB verbunden. Die hier vorgelegte Schrift beschreibt die Trennung und Verbindung von Quantencomputersystemen QUSYS bereits in der Beschreibung der Figur 6a. Hier nimmt das Unterseeboot SUB die Rolle des Flugzeugs FZ der Figur 6a ein. Die dort offengelegten Zusammenhänge gelten auch hier soweit zutreffend und werden soweit zutreffend und sinnvoll beansprucht. Eine Torpedoabschusskontrolle TRPC ist ein Beispiel eines Feuerleitsystems eines Fahrzeugs. Hier ist das Fahrzeug das Unterseeboot SUB. In dem Beispiel der Figur 7 können die Torpedoabschusskontrolle TRPC und das Unterseeboot SUB jeweils ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS und/oder einen oder mehrere Quantencomputer QC aufweisen. Da die Torpedoabschusskontrolle TRPC Teil des Unterseeboots SUB ist, sind auch das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder der eine oder die mehreren Quantencomputer QC der Torpedoabschusskontrolle RKTC Teil des Unterseeboots SUB. Optional verbindet ein externer Datenbus EXTDB das eine oder die mehreren Quantencomputersysteme QUSYS und/oder den einen oder die mehreren Quantencomputer QC der Torpedoabschusskontrolle TRPC mit dem einen oder den mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder dem einen oder den mehreren Quantencomputern QC des Unterseeboots SUB.

[0680] Darüber hinaus verfügt das Unterseeboot SUB in dem Beispiel der Figur 7 optional über eine Vielzahl von Sensoren SENS, die beispielsweise ein externer Datenbus EXTDB mit einem oder mehreren Quantencomputersystemen QUSYS und/oder Quantencomputern QC an Bord des Unterseeboots SUB verbindet. Hierbei kann es sich beispielsweise um Schallsensoren und/oder Ultraschallsensoren, Leitfähigkeitssensoren, Antennen, Sensoren für elektromagnetische und/oder ionisierende Strahlung, Partikeldetektoren, Drucksensoren, Geschwindigkeitssensoren, Positionssensoren, Lagesensoren, Beschleunigungssensoren, Magnetometer, LIDAR-Sensoren, RADAR-Sensoren, Quantensensoren und der gleichen handeln. Bei den Sensoren SENS kann es sich auch um Sensorsysteme, Sensorarrays und andere Messysteme handeln. Die Sensoren SENS können Messwerte innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs, hier eines Unterseeboots SUB, erfassen.

[0681] In dem Beispiel der Figur 7 können beispielsweise ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS an Bord des Fahrzeugs, hier eines Unterseeboots SUB, beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs, das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Unterseeboots SUB, und/oder entlang des Kurses zum Ziel des Fahrzeugs, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route des Fahrzeugs zum Ziel, bearbeiten. Die Quantencomputer QC1, QC2 des Unterseeboots SUB und der anderen Vorrichtungsteile sind in dem Beispiel der Figur 7 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb des Unterseeboots SUB mit der zentralen Steuereinheit ZSE des Unterseeboots SUB verbunden. Die Quantencomputer QC1, QC2 und die anderen Vorrichtungsteile entsprechen optional einem Quantencomputer QC der Figur 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

Figur 8

[0682] Figur 8 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeug gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einem ersten Quantencomputer QC1, einem zweiten Quantencomputer QC2, einer zentralen Steuereinheit ZSE und einem externen Datenbus EXTDB, der diese zu einem Quantencomputersystem QUSYS verbindet. Das Fahrzeug ist in dem Beispiel der Figur 8 ein beispielhaftes Kraftfahrzeug KFZ. Als beispielhafte Sensoren SENS umfasst das Fahrzeug einen GPS-Empfänger GPS zur Ermittlung der aktuellen Position auf der Erdoberfläche und ein Navigationssystem NAV. Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfassen, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB miteinander verbunden sein können. Die einen oder mehreren externen Datenbusse können den einen oder die mehreren Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS mit einem oder mehreren Aktoren und/oder einem oder mehreren Sensoren verbinden. Bei den Sensoren kann es sich auch um Sensorsysteme handeln. Beispielsweise kann es sich um Beschleunigungs- und Lagesensoren, Aufprallsensoren, Ultraschallmesssysteme, Radarsysteme, LIDAR-Systeme, Sensorsysteme des Antriebs und der Energiespeicher etc. handeln. Bei den Aktoren kann es sich um Sender, Laser, Motoren etc. handeln.

[0683] In dem Beispiel der Figur 8 können beispielsweise ein oder mehrere Quantencomputer QC und/oder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS an Bord des Fahrzeugs, hier eines Autos KFZ, beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und/oder entlang der Route zum Ziel des Fahrzeugs, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielanfahrt und die schnellste und zugleich risikoärmste Route des Fahrzeugs zum Ziel bearbeiten. Die Quantencomputer QC1, QC2 des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, und der anderen Vorrichtungsteile des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, sind in dem Beispiel der Figur 8 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, optional mit der zentralen Steuereinheit ZSE des Fahrzeugs, hier beispielhaft des Autos KFZ, verbunden. Die Quantencomputer QC1, QC2 und die anderen Vorrichtungsteile entsprechen optional einem Quantencomputer QC der Figur 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

Figur 9

[0684] Figur 9 zeigt ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Lösung eines NP-vollständigen Problems. Die Ausarbeitung des hier vorgelegten Vorschlags ergab, dass eine Problemlösung mit einem Quantencomputer in vier Schritten erfolgen kann.

[0685] Computerprogramme, die auf konventionellen Rechnern mit Harvard- oder Von-Neumann-Architektur laufen, lösen Probleme optional mit den Schritten Analyse, Elaboration und Synthese.

[0686] Im Analyseschritt (Schritt A) passt der Rechner das Problem auf die Arbeitsweise des Rechners an. Beispielsweise übersetzt eine Einlese-Routine ein Textfile mit lesbaren Zahlen in Binärdaten, die im Speicher des Rechners abgelegt werden.

[0687] In einem zweiten Schritt, der Elaboration (Schritt B), führt der Rechner dann beispielsweise eine Berechnung durch, bei der beispielsweise diese Binärdaten als Eingabedaten dienen, und ermittelt binäre Ergebnisdaten.

[0688] In einem dritten Schritt, dem Syntheseschritt (Schritt D), passt der Rechner dieses Ergebnis an den Weiterverwendungszweck an. Beispielsweise könnte in dem hier beschriebenen Beispiel der Rechner die binären Ergebnisdaten in lesbare Ziffern der entsprechenden Zahlen in einem Ausgabetext-File wandeln.

[0689] Die Ausarbeitung ergab nun, dass insbesondere in sicherheitsrelevanten Anwendungen nach einer Lösung eines NP-vollständigen Problems im Elaborations-Schritt B) mittels eines Quantencomputers QC das Quantencomputersystem QUSYS eine Überprüfung in einem Schritt C) durchführen muss. In diesem Prüfschritt C) überprüften das Quantencomputersystem QUSYS oder der Quantencomputer QC optional mittels eines konventionellen Rechnerkerns CPU oder einer zentralen Steuereinheit ZSE, ob die in der Elaboration ermittelte Lösung tatsächlich eine Lösung ist, denn bei Quantenoperationen handelt es sich in der Regel um statistische Operationen, die auch falsche Ergebnisse liefern können. Ggf. wiederholt das Quantencomputersystem QUSYS die Berechnung.

Figur 10

[0690] Figur 10 entspricht der Figur 4, wobei gemäß der in Figur 10 gezeigten Ausführungsform beispielhaft 16 Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform in den externen Datenbus EXTDB beispielhaft eingefügt sind. Die Steuervorrichtung µC, beispielsweise jedes Quantencomputers QC1 bis QC16, verfügt über beispielhaft zwei externe Datenschnittstellen DBIFa und DBIFb anstelle einer Datenbusschnittstelle DBIF, wie in Figur 1 dargestellt. Hierdurch kann beispielsweise die zentrale Steuervorrichtung ZSE jedem der Quantencomputer QC eine eindeutige Busknotenadresse zuweisen. Typischerweise geben die Steuervorrichtungen µC der Quantencomputer QC1 bis QC16 Daten, die sie von der Datenbusseite mit der zentralen Steuervorrichtung ZSE erhalten, nur dann an Quantencomputer und Busknoten der anderen Datenbushälfte weiter, wenn sie selbst bereits eine gültige Busknotenadresse von der zentralen Steuervorrichtung ZSE erhalten haben. Auf diese Weise kann die zentrale Steuervorrichtung ZSE nach und nach beginnend mit dem ersten Quantencomputer QC1 allen Quantencomputern der Quantencomputer QC1 bis QC16 eine Quantencomputeradresse als Busknotenadresse des externen Datenbusses EXTDB zuweisen. Nach dem Einschalten oder einem System-Reset besitzen optional alle Quantencomputer QC1 bis QC16 eine typischerweise allen gleiche ungültige Default-Quantencomputeradresse als initiale Busknotenadresse. Dadurch kann die zentrale Steuervorrichtung den noch nicht mit einer gültigen Busknotenadresse versehenen und ihr am nächsten liegenden Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 mit einer gültigen Busknotenadresse versehen. Dadurch kann die zentrale Steuervorrichtung ZSE im nächsten Schritt den dahinter liegenden Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 erreichen und initialisieren und so fort, bis alle Quantencomputer der Quantencomputer QC1 bis QC16 eine gültige Quantencomputeradresse als Busknotenadresse erhalten haben. Optional führt also das Quantencomputersystem QSYS nach dem Einschalten eine Initialisierung der Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS durch. Optional gehört zu der Initialisierung des Quantencomputersystems QUSYS auch die Durchführung eines Autoadressierungsverfahrens zur Vergabe von Busknotenadressen an die Busknoten des externen Datenbusses EXTDB. In dem Beispiel der Figur 10 sind die Busknoten die Quantencomputer QC1 bis QC16. In dem Beispiel der Figur 10 übernimmt die zentrale Steuervorrichtung ZSE optional die Rolle eines Busmaster, der die Busknotenadressen generiert und zuweist und die Quantencomputer QC1 bis QC16 steuert.

Figur 11

[0691] Figur 11 zeigt ein Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform mit vier Unterquantencomputersystemen.

[0692] Der erste Quantencomputer QC1 bildet mit dem zweiten Quantencomputer QC2 und dem dritten Quantencomputer QC3 und dem vierten Quantencomputer QC4 ein erstes Unterquantencomputersystem. Ein erster Unterdatenbus UDB1 verbindet die Quantencomputer QC1, QC2, QC3, QC4 des ersten Unterquantencomputersystems. Der erste Quantencomputer QC1 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC2, QC3, QC4 des ersten Unterquantencomputersystems dienen.

[0693] Der fünfte Quantencomputer QC5 bildet mit dem sechsten Quantencomputer QC6 und dem siebten Quantencomputer QC7 und dem achten Quantencomputer QC8 ein zweites Unterquantencomputersystem. Ein zweiter Unterdatenbus UDB2 verbindet die Quantencomputer QC5, QC6, QC7, QC8 des zweiten Unterquantencomputersystems. Der fünfte Quantencomputer QC5 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC6, QC7, QC8 des zweiten Unterquantencomputersystems dienen.

[0694] Der neunte Quantencomputer QC9 bildet mit dem zehnten Quantencomputer QC10 und dem elften Quantencomputer QC11 und dem zwölften Quantencomputer QC12 ein drittes Unterquantencomputersystem. Ein dritter Unterdatenbus UDB3 verbindet die Quantencomputer QC9, QC10, QC11, QC12 des dritten Unterquantencomputersystems. Der neunte Quantencomputer QC9 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC10, QC11, QC12 des dritten Unterquantencomputersystems dienen.

[0695] Der dreizehnte Quantencomputer QC13 bildet mit dem vierzehnten Quantencomputer QC14 und dem fünfzehnten Quantencomputer QC15 und dem sechzehnten Quantencomputer QC16 ein viertes Unterquantencomputersystem. Ein vierter Unterdatenbus UDB4 verbindet die Quantencomputer QC13, QC14, QC15, QC16 des vierten Unterquantencomputersystems. Der dreizehnte Quantencomputer QC13 kann als Busmaster für die anderen Quantencomputer QC14, QC15, QC16 des vierten Unterquantencomputersystems dienen.

[0696] In dem Beispiel der Figur 11 verbindet der externe Datenbus EXTDB den ersten Quantencomputer QC1 und den fünften Quantencomputer QC5 und den neunten Quantencomputer QC9 und den dreizehnten Quantencomputer QC13 und die zentrale Steuereinheit ZSE.

Figur 12

[0697] Figur 12 zeigt ein Verfahren gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Lösung eines NP-Vollständigen Problems mit Hilfe eines mobilen verlegbaren Quantencomputers QC gemäß einer optionalen Ausführungsform. Ein solches Verfahren beginnt mit der Erfassung von Umfelddaten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A). Die Erfassung der Umfelddaten erfolgt optional mittels geeigneter Sensoren, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und Umfelddaten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) identifiziert das Quantencomputersystem QUSYS Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS, wobei diese Umfeld auch entfernt vom Quantencomputersystem QUSYS sein kann. Dabei klassifiziert in einem Schritt C) das Quantencomputersystem QUSYS die identifizierten Objekte im Umfeld des Quantencomputersystems QUSYS. Typischerweise klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischer Wirkung, um eine Maximierung einer Waffenwirkung zu erzielen. Optional erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehrere Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS, um die Klassifikation der Objekte durchzuführen. In einem Schritt D) legt das Quantencomputersystem QUSYS die Waffen und/oder die Munition und/oder die Konfiguration und/oder die Reihenfolge der angegriffenen Objekte, und/oder die anzugreifenden und/oder die nicht anzugreifenden Objekte fest. Optional erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehrere Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS, um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) schlägt das Quantencomputersystem QUSYS optional eines oder mehrere dieser festgelegten Angriffsszenarien einem Bediener, beispielsweise einem oder mehreren Piloten und/oder einem oder mehreren Feuerleitoffizieren oder der gleichen vor. Sofern diese den Feuerbefehl geben, kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Angriffsszenario in einem Schritt F) umsetzen.

[0698] Diese beispielhafte Anwendung kann für die Lösung NP-vollständiger Probleme verallgemeinert werden. Ein solches verallgemeinertes Verfahren beginnt mit der Erfassung von Daten durch das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt A). Die Erfassung der Daten erfolgt typischerweise mittels geeigneter Sensoren und/oder Datenbanken oder anderer Datenquellen, die Teil des Quantencomputersystems QUSYS sein können oder die mit diesem Quantencomputersystem QUSYS über Datenverbindungen verbunden sind und die Daten an das Quantencomputersystem QUSYS übermitteln. In einem Schritt B) identifiziert das Quantencomputersystem QUSYS geeignete Datenobjekte. Dabei klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in einem Schritt C) die identifizierten Datenobjekte. Typischerweise klassifiziert das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt C) die Objekte nach Kategorien, die für die Lösung des jeweiligen Problems relevant sind, um eine Maximierung der Wirkung zu erzielen. Optional erfolgt diese Klassifikation in Schritt C) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS für diesen Schritt C) eine oder mehr Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS, um die Klassifikation der Datenobjekte durchzuführen. In einem Schritt D) legt das Quantencomputersystem QUSYS die Mittel zur Erzielung des Zwecks und die Parameter und Mittelkonfigurationen bei der Anwendung dieser Mittel und/oder die Reihenfolge der bearbeiteten bzw. nicht bearbeiteten Datenobjekte und/oder die Reihenfolge der angewendeten Mittel fest. Optional erfolgt diese Festlegung in Schritt D) mittels eines neuronalen Netzwerkmodells, das das Quantencomputersystem QUSYS optional ausführt. Optional nutzt das Quantencomputersystem QUSYS in dem Schritt D) eine oder mehrere Quantenoperationen zur Manipulation des Quantenzustand eines oder mehrerer Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 eines oder mehrerer Quantencomputer QC1 bis QC16 des Quantencomputersystems QUSYS, um diese Festlegungen durchzuführen. In einem Schritt E) schlägt das Quantencomputersystem QUSYS optional eines oder mehrere dieser festgelegten Szenarien einem Bediener oder der gleichen vor. Sofern diese ein Startsignal geben, kann beispielsweise das Quantencomputersystem QUSYS das freigegebene Szenario in einem Schritt F) umsetzen.

Figur 13

[0699] Die Figur 13 zeigt einen beispielhaften Aufbau eines Verstärkers V gemäß einer optionalen Ausführungsform, wie er in der Figur 1 eingezeichnet ist. Ein interner Verstärker IVV des Verstärkers V verstärkt und filtert das Empfängerausgangssignal S0 zu einem Ausgangssignal V1 des internen Verstärkers IVV des Verstärkers V. Ein Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V wandelt das Ausgangssignal V1 des internen Verstärkers IVV des Verstärkers V zu digitalisierten Abtastwerten auf einer Datenleitung V2 zwischen der Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und dem Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V. Die Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V legt diese Abtastwerte optional in einem Speicher MEMV des Verstärkers V; über einen Speicherdatenbus MEMDBV zwischen der Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und dem Speicher MEMV des Verstärkers V ab. Die Steuervorrichtung µC des verlegbaren Quantencomputers QC kann dann über den Steuerdatenbus SDB, die Datenschnittstelle VIF des Verstärkers V, den internen Steuerdatenbus SDBV des Verstärkers V und die Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V auf die Daten im Speicher MEMV des Verstärkers V zugreifen und diese weiterverarbeiten.

Figur 14

[0700] Figur 14 zeigt ein Beispiel eines Kleidungsstücks gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einem verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform. Für die Nacharbeit verweist die hier vorgelegte Schrift beispielhaft auf die Schrift WO 2020 239 172 A1, die eine Methode zur CMOS-Integration offenbart.

[0701] Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, einen oder mehrere Quantencomputer QC1, QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE in das Material eines Kleidungsstücks KLST einzuarbeiten. Optional entspricht das Quantencomputersystem QUSYS dem Quantencomputersystem QUSYS der Figuren 4, 10 oder 11 oder ähnlichen. Bei dem Kleidungsstück kann es sich auch um eine Armbanduhr oder dergleichen handeln.

Figur 15

[0702] Figur 15 zeigt ein Beispiel eines Satelliten oder Raumfahrzeugs als Beispiel eines Fahrzeugs gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einem verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, einen oder mehrere Quantencomputer QC1, QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE in den Satelliten oder das Raumfahrzeug zu integrieren. Optional entspricht das Quantencomputersystem QUSYS dem Quantencomputersystem QUSYS der Figuren 4, 10 oder 11 oder ähnlichen.

Figur 16

[0703] Figur 16 zeigt ein Beispiel eines Smartphones gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einem verlegbaren Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform. Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, einen oder mehrere Quantencomputer QC1, QC2 und eine zentrale Steuereinheit ZSE in das Smartphones zu integrieren. Für die Nacharbeit verweist die hier vorgelegte Schrift beispielhaft auf die Schrift WO 2020 239 172 A1, die eine Methode zur CMOS-Integration offenbart. Optional entspricht das Quantencomputersystem QUSYS dem Quantencomputersystem QUSYS der Figuren 4, 10 oder 11 oder ähnlichen.

Figur 17

[0704] Figur 17 entspricht in vielen Aspekten der Figur 1. Zusätzlich ist jedoch eine mechanische Grundkonstruktion MGK eingezeichnet. Optional verbindet die in Figur 17 schematisch gezeichnete mechanische Grundkonstruktion MGK die optischen Funktionselementen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) des Quantencomputers QC miteinander. Optional ist die mechanische Grundkonstruktion MGK über vierte Mittel, beispielsweise Schwingungsdämpfer, mit dem Gehäuse GH des Quantencomputers QC mechanisch verbunden. Die vierten Mittel verhindern oder dämpfen die Übertragungen von Körperschall etc. vom Gehäuse GH des Quantencomputers QC oder anderen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC auf die mechanische Grundkonstruktion MGK mit den optischen Funktionselementen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) des Quantencomputers QC. Optional ist der Quantencomputer QC selbst mechanisch gedämpft durch entsprechende vierte Mittel und an oder in der mobilen Vorrichtung, beispielsweise einem Fahrzeug, befestigt. Das hier vorgelegte Dokument weist auf die vielfältige Definition des Begriffs Fahrzeug in diesem Zusammenhang in diesem Dokument hin.

[0705] Die Zuleitungen von Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC die nicht direkt mechanisch mit der mechanische Grundkonstruktion MGK verbunden sind zu Vorrichtungsteilen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2), die direkt mit der mechanischen Grundkonstruktion MGK verbunden sind, weisen optional fünfte Mittel auf, die dazu eingerichtet sind, die Übertragung von Körperschall und Kräften von den Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC die nicht direkt mechanisch mit der mechanische Grundkonstruktion MGK verbunden sind zu Vorrichtungsteilen (LD, DBS, OS, D, KV, XT, YT, MWA, MGX, MGy, MGz, MGz, PM, PV, MSy, MSx, MSz, STM, PD, CM1, CM2) zu minimieren.

[0706] Figur 18A zeigt in einer schematischen Darstellung ein verlegbares Quantencomputersystem QUSYS, umfassend einen verlegbaren Quantencomputer QC und eine Energieversorgungseinrichtung EV zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers QC mit elektrischer Energie. Das Quantencomputersystem QUSYS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungeinrichtung EV verlegbar ausgebildet ist, und dass die Energieversorgungseinrichtung EV eine erste Spannungsregelstufe EV1 und eine zweite Spannungsregelstufe EV2 aufweist und dazu eingerichtet ist, eine von einer Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie durch eine mehrstufige Spannungsregelung mittels der ersten Spannungsregelstufe EV1 und der zweiten Spannungsstufe EV2 zur zumindest teilweisen Versorgung des Quantencomputers QC auf einen vorbestimmten Spannungswert zu regeln.

[0707] Figur 18B zeigt in einer schematischen Darstellung ein verlegbares Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform, umfassend einen verlegbaren Quantencomputer QC. Das verlegbare Quantencomputersystem QUSYS ist dadurch gekennzeichnet, dass das Quantencomputersystem QUSYS ferner zumindest ein Magnetfeldsensorsystem MSx, MSy, MSz und zumindest einen Magnetfeldgenerator MGx, MGy, MGz aufweist. Dabei ist das Quantencomputersystem QUSYS dazu eingerichtet, mittels des zumindest einen Magnetfeldsensorsystems MSx, MSy, MSz eine Änderung eines vorherrschenden Magnetfelds zu ermitteln und mittels des Magnetfeldgenerators MGx, MGy, MGz die ermittelte Änderung des Magnetfelds am Ort des Quantencomputers QC zumindest teilweise zu kompensieren.

[0708] Figur 18C zeigt in einer schematischen Darstellung ein verlegbares Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform, umfassend einen Quantencomputer QC und eine Kühlvorrichtung KV, welche dazu eingerichtet ist, eine Temperatur von Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers und/oder die Temperatur von Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC und/oder eine Temperatur eines Substrats D des Quantencomputers zu senken. Das Quantencomputersystem ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung KV verlegbar ausgebildet ist.

[0709] Figur 18D zeigt in einer schematischen Darstellung ein verlegbares Quantencomputersystem QUSYS gemäß einer optionalen Ausführungsform, umfassend einen verlegbaren Quantencomputer QC. Das Quantencomputersystem QUSYS ist dadurch gekennzeichnet, dass das Quantencomputersystem QUSYS ferner eine Stabilisierungsvorrichtung STAB aufweist, wobei das Quantencomputersystem dazu eingerichtet ist, mittels der Stabilisierungsvorrichtung STAB eine mechanische Einwirkung auf den Quantencomputer zumindest teilweise zu kompensieren.

[0710] Figur 18E zeigt in einer schematischen Darstellung ein Quantencomputersystem (QUSYS) gemäß einer optionalen Ausführungsform umfassend einen verlegbaren Quantencomputer (QC) und einen Rotationssensor (RoS). Das Quantencomputersystem ist dazu eingerichtet, mittels des Rotationssensors eine Rotationsbewegung und/oder eine Ausrichtung des Quantencomputers und/oder des Quantencomputersystems zu ermitteln.

[0711] Figur 18F zeigt in einer schematischen Darstellung ein Quantencomputersystem (QUSYS) gemäß einer optionalen Ausführungsform umfassend einen verlegbaren Quantencomputer (QC) und eine Rotationsentkopplungsvorrichtung (REV), in welcher der Quantencomputer drehbar gelagert ist. Dabei ist das Quantencomputersystem dazu eingerichet, die Auswirkung einer Rotationsbewegung und/oder Ausrichtung des Quantencomputers zumindest während eines Betriebs des Quantencomputers zumindest teilweise durch ein Entkoppeln des Quantencomputers von seiner Umgebung mittels der Rotationsentkopplungsvorrichtung zu kompensieren oder zu vermeiden.

[0712] Figur 18G zeigt in einer schematischen Darstellung ein Gyroskop (GYR) gemäß einer optionalen Ausführungsform umfassend ein Quantencomputersystem (QUSYS) mit einem Quantencomputer (QC). Dabei ist das Gyroskop dazu eingerichtet, mittesl des Quantencomputers eine Rotationsbewegung zu messen.

[0713] Figur 19A zeigt in einer schematischen Darstellung Verfahren 1900 gemäß einer optionalen Ausführungsform zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers QC. Das Verfahren umfasst in einem Schritt 1901 ein Bereitstellen einer verlegbaren Energiereserve als Energiequelle für elektrische Energie.

[0714] Das Verfahren 1900 ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren 1900 in einem weiteren Schritt 1902 ein Bereitstellen einer verlegbaren Energieversorgungseinrichtung mit einer ersten Spannungsregelstufe und einer zweiten Spannungsregelstufe umfasst.

[0715] Außerdem umfasst das Verfahren 1900 in einem Schritt 1903 ein Verbinden der Energiereserve mit der Energieversorgungseinrichtung EV und Bereitstellen der elektrischen Energie aus der Energiereserve für die Energieversorgungseinrichtung EV.

[0716] Zudem umfasst das Verfahren 1900 in einem weiteren Schritt 1904 ein Regeln einer Spannung der bereitgestellten elektrischen Energie auf einen ersten Spannungswert mittels der ersten Spannungsregelstufe EV1 der Energieversorgungseinrichtung EV.

[0717] In einem Schritt 1905 umfasst das Verfahren 1900 ein Regeln der durch die erste Spannungsregelstufe EV1 mit dem ersten Spannungswert bereitgestellten elektrischen Energie auf einen zweiten Spannungswert mittels einer zweiten Spannungsregelstufe EV2.

[0718] In einem Schritt 1906 umfasst das Verfahren 1900 ein Betreiben des Quantencomputers QC mit der durch die zweite Spannungsregelstufe EV2 mit dem zweiten Spannungswert bereitgestellten elektrischen Energie, und Durchführen einer Quantenoperation und/oder eines Quantencomputerprogrammprodukts mittels des Quantencomputers QC.

[0719] Figur 19B zeigt in einer schematischen Darstellung das Verfahren 1910 gemäß einer optionalen Ausführungsform zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers QC. Das Verfahren 1910 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren 1910 in einem Schritt 1911 ein Ermitteln einer Änderung eines vorherrschenden Magnetfelds mittels eines Magnetfeldsensorsystems MSx, MSy, MSz umfasst.

[0720] Ferner umfasst das Verfahren 1910 in einem Schritt 1912 ein zumindest teilweises Kompensieren der Änderung des Magnetfelds am Ort des Quantencomputers QC mittels eines Magnetfeldgenerators MGx, MGy, MGz.

[0721] Figur 19C zeigt in einer schematischen Darstellung das Verfahren 1920 gemäß einer optionalen Ausführungsform zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers QC mit einem Substrat D und einem oder mehreren im Substrat D angeordneten Quantenpunkten. Das Verfahren 1920 umfasst in einem Schritt 1921 ein Bereitstellen einer verlegbaren Kühlvorrichtung KV und in einem Schritt 1922 ein Senken einer Temperatur des zumindest einen Quantenpunkts im Substrat D mittels der verlegbaren Kühlvorrichtung KV derart, dass eine Anzahl der Quantenpunkte, welche dem Quantencomputer QC für das Ausführen einer Quantenoperation und/oder eines Quantencomputerprogramms zur Verfügung stehen, erhöht wird.

[0722] Figur 19D zeigt in einer schematischen Darstellung das Verfahren 1930 gemäß einer optionalen Ausführungsform zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers QC. Das Verfahren 1930 umfasst in einem Schritt 1931 ein Ermitteln einer Beschleunigung des Quantencomputers QC und in einem Schritt 1932 ein zumindest teilweises Kompensieren der Beschleunigung des Quantencomputers QC und/oder Abschwächen einer Wirkung der Beschleunigung auf den Quantencomputer QC.

[0723] Figur 19E zeigt in einer schematischen Darstellung das Verfahren 1940 gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Steuerung eines verlegbaren Waffensystems mit einem Quantencomputer QC. Das Verfahren 1940 umfasst in einem Schritt 1941 ein Erfassen von Umfelddaten des Waffensystems mittels eines Sensors.

[0724] In einem Schritt 1942 umfasst das Verfahren 1940 ein Auswerten der Umfelddaten und Identifizieren eines oder mehrerer Objekte im Umfeld des Waffensystems mittels des Quantencomputers QC.

[0725] In einem Schritt 1943 umfasst das Verfahren 1940 ein Klassifizieren des einen oder der mehreren identifizierten Objekte hinsichtlich einer Gefährlichkeit und/oder Verwundbarkeit und/oder strategischen Wirkung des einen oder der mehreren Objekte mittels des Quantencomputers QC.

[0726] In einem Schritt 1944 umfasst das Verfahren 1940 ein Festlegen eines der folgenden Parameters: eine zu verwendende Waffe des Waffensystems, eine zu verwendende Munition des Waffensystems, eine zu verwendende Konfiguration des Waffensystems, eine Auswahl eines oder mehrerer zu bekämpfender Ziele aus dem einen oder den mehreren klassifizierten Objekten, und eine Reihenfolge einer geplanten Bekämpfung mehrerer zu bekämpfender Ziele.

[0727] Figur 19F zeigt schematisch ein Verfahren (1950) gemäß einer optionalen Ausführungsform zur Messung einer Rotationsbewegung.

[0728] Das Verfahren (1950) umfasst in einem Schritt (1952) ein Bereitstellen eines Quantencomputers, welcher der Rotationsbewegung ausgesetzt ist.

[0729] In einem Schritt (1954) umfasst das Verfahren (1950) ein Ermitteln einer Änderung eines oder mehrerer der folgenden Parameter:

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren Quantenbits (QUB1, QUB2) untereinander;

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen koppelbaren Paaren aus je einem Quantenbit (QUB) und einem Kernquantenbit (CQUB);

+ einer Kopplungsgrundfrequenz und/oder einer Kopplungsgrundphasenlage für eine Kopplung zwischen Paaren aus koppelbaren jeweils zwei Kernquantenbits (COUB1, CQUB2) untereinander.

[0730] Im einem Schritt (1956) umfasst das Verfahren (1950) ein Bestimmen der Rotationsbewegung anhand der ermittelten Änderung des einen oder der mehreren Parameter.

[0731] Figur 19G zeigt in einer schematischen Darstellung ein Verfahren (1960) gemäß einer optionalen Ausführungsform zum Betrieb eines verlegbaren Quantencomputers.

[0732] Das Verfahren (1960) umfasst in einem Schritt (1962) ein dehbares Lagern des Quantencomputers in einer Rotationsentkopplungsvorrichtung.

[0733] In einem Schritt (1964) umfasst das Verfahren (1960) ein Vermeiden oder Reduzieren einer Auswirkung einer Rotationsbewegung des Quantencomputers auf den Quantencomputer durch ein ein Entkoppeln des Quantencomputers von seiner Umgebung mittels der Rotationsentkopplungsvorrichtung.

Figur 20

[0734] Figur 20 zeigt beispielhaft ein Aufbauschema eines beispielhaften Software-Stacks 1 gemäß einer optionalen Ausführungsform, wie er in Form von Informationen optionaler Inhalt des Speichers RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC Verwendung finden kann

[0735] Ein Anwendungsprogramm 2 des vorgeschlagenen Quantencomputers QC umfasst optional hybride quantentechnologisch/klassische Programme und Software 3.

[0736] Die hybriden quantentechnologischen/klassischen Programme und die Software 3 umfassen optional klassische Algorithmen 4. Diese klassische Algorithmen 4 befinden sich optional in Form von klassischen Programmen und Software 5 in den Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC. Diese Programme und Software 5 in den Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC liegt dort optional in Form binärer Kodes vor, die die klassischen Hardwarebefehle kodieren, die die klassische Computerhardware 6, insbesondere in Von-Neumann- oder Harvard-Architektur, dann ausführt. Bei der klassischen Computerhardware 6, insbesondere bei Von-Neumann- oder Harvard-Architektur, handelt es sich optional um den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0737] Die klassischen Programme und Software 5 können z. B. neben anderen Software-Bestandteilen, die zur Lösung des Problems des Anwendungsprogramms 2 von der Steuervorrichtung µC dienen, beispielsweise ein Kryptografieprogramm 25 umfassen, das die Steuervorrichtung µC für die Kommunikation und zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von Daten, die der Quantencomputer QC und/oder die Steuervorrichtung µC über die Datenschnittstelle DBIF erhalten oder senden, und/oder zur Verschlüsselung und/oder Entschlüsselung von anderen Daten des Quantencomputers QC verwendet. Optional handelt es sich bei dem Verfahren, das die Steuervorrichtung bei Ausführung des Kryptografieprogramms 25 verwendet, um ein PQC-sicheres Kryptografieverfahren. Die binärkodierten klassischen Befehle des Kryptografieprogramms 25 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind optional Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0738] Optional führt die Steuervorrichtung zur Datenkommunikation mit anderen Quantencomputern QC1 bis QC16 und/oder anderen Rechnersystemen, z. B. einer zentralen Steuereinheit ZSE, ein Datenschnittstellenprogramm 28 zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF aus. Die binärkodierten klassischen Befehle des Datenschnittstellenprogramms 28 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind optional Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0739] Die klassischen Programme und Software 5 können z. B. neben anderen Software-Bestandteilen, die zur Lösung des Problems des Anwendungsprogramms 2 von der Steuervorrichtung µC dienen können beispielsweise ein Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 umfassen, das die Steuervorrichtung µC für die Lagebeurteilung des Gesamtzustands des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von Messwerten verwendet. Die binärkodierten klassischen Befehle des Fahrzeugzustandsermittlungsprogramms 27 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind optional Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0740] Beispielsweise kann das Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 den Aufruf eines Datenschnittstellenprogramms 28 zur Steuerung und Kontrolle einer oder mehrerer Datenschnittstellen DBIF umfassen. Die binärkodierten klassischen Befehle des Datenschnittstellenprogramms 28 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind optional Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0741] Optional kann das Fahrzeugzustandsermittlungsprogramm 27 den Aufruf von einem oder mehreren Messwerterfassungsprogramme 26 zur Abfrage der Messwerte und zur Steuerung und zur Kontrolle der zugehörigen Messsysteme und/oder Sensoren SENS umfassen. Die binärkodierten klassischen Befehle des Messwerterfassungsprogramms 26 für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC sind optional Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0742] Die hybriden quantentechnologischen/klassischen Programme und die Software 3 umfassen optional quantentechnologische Algorithmen 7. Quantentechnologische Algorithmen 7 sind optional dadurch gekennzeichnet, dass sie den Quantenzustand zumindest eines oder mehrerer der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und/oder den Quantenzustand eines oder mehrerer Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ ändern und/oder manipulieren und/oder auslesen.

[0743] Die quantentechnologischen Algorithmen 7 umfassen optional abstrakte Quantengatter-Modelle 8. Optional liegen diese Quantengatter-Modelle 8 innerhalb der quantentechnologischen Algorithmen 7 als binär kodierte quantentechnologische Befehle vor. Die binärkodierten quantentechnologischen Befehle quantentechnologischer Algorithmen 7 kodieren die Ausführungsbefehle für Quantenoperationen und Quanten-Gatter entsprechend den Quantengatter-Modellen 8. Diese binär kodierten quantentechnologische Befehle sind optional Teil des Inhalts der Speichern RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0744] Optional umfassen die Informationen im Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC klassische Befehle und Kommandos für den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC, die die Programmdaten eines Transcompilers 9 mit einer Optimierer- und Quantenfehlerkorrekturfunktion sind. Die Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC führt optional diesen Transcompiler 9 aus. Durch das Ausführen des Transcompilers 9 kann die Steuervorrichtung µC die binär kodierten quantentechnologischen Befehle des aktuell bearbeiteten quantentechnologischen Algorithmus 7 identifizieren und diesen den entsprechenden Quantengatter-Modellen 8 zuordnen. In Anhängigkeit von dem identifizierten Quantengatter-Modell 8 für ein Quanten-Gatter führt die Steuervorrichtung dann optional ein oder mehrere Kontrollprogramme der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22,23) aus. Optional führt der Quantencomputer QC die Kontrollprogramme der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22,23) zeitlich synchronisiert aus. Aus diesem Grund programmiert optional die Steuervorrichtung µC die Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und/oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃), und signalisiert dann allen Mitteln (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und/oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) den Start der Durchführung einer Quantengatter-Operation in Form eines Quantengatters, sodass diese die Mittel (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum Beeinflussen und/oder Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) das entsprechende Quantengatter optional autonom ausführen. Optional optimiert der Steuerrechner µC des Quantencomputers QC die Ausführung des quantentechnologischen Algorithmus 7 und die Ausführung des entsprechenden Quantengatter-Modells 8. Optional führt der Steuerrechner µC des Quantencomputers QC eine Fehlerkorrektur ggf. erhaltener Quantencomputerberechnungsergebnisse in diesem Zusammenhang mittels Unterprogrammen des Transcompilers 9 durch. Die binären, typischerweise klassischen binären, Befehlscodes des Transcompilers 9 sind typischerweise Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0745] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Kontrollprogramm 12 für die Kontrolle und Steuerung des einen oder der mehreren Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgeneratoren MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes mittels einer oder mehrerer Mikrowellen-und/oder Radiowellenantennen mWA, insbesondere vertikaler Leitungen LV1, LV2 oder horizontaler Leitungen LH1 am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3, zum Einwirken auf die Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC.

[0746] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein SPc-Laser-Kontrollprogramm 13 für die Kontrolle und Steuerung des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und damit der Lichtquelle LD für die Erzeugung von Lichtpulsen mittels des Wellenformgenerators WFG und des Lichtquellentreibers LDRV und der Lichtquelle LD.

[0747] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Kontrollprogramm 14 zur Steuerung des Auslesens der Quantenzustände der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC mittels der Steuervorrichtung µC. Optional handelt es sich um ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung, die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel PD, V zum optischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC durch die Steuervorrichtung µC und/oder um ein Kontrollprogramm 14 für die Ansteuerung, die Kontrolle und das Auslesen von Werten der Mittel zum elektrischen Auslesen der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC.

[0748] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Kontrollprogramm 15 zur Erfassung der magnetischen Flussdichte B im Bereich der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder der Quantenzustände der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC mittels Magnetfeldsensoren MSx für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse und/oder mittels Magnetfeldsensoren MSy für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse und/oder mittels Magnetfeldsensoren MSz für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse und/oder zur Steuerung und Kontrolle von Magnetfeldsteuerungen MFSx, MFSy, MFSz und/oder zur Steuerung und Kontrolle von Magnetfelderzeugungsmitteln MGx, MGy, MGz.

[0749] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Kontrollprogramm 16 zur Steuerung des optischen Systems OS, um das Einstrahlen des Laser-Strahls LB in das Substrat D bei Bedarf zu optimieren. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Einstellung des Fokus und/oder die Einstellung von Blenden handeln.

[0750] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Kontrollprogramm 17 für die Ausführung durch die Steuervorrichtung µC und zur Kontrolle und Einstellung von DC-Strompegeln und/oder DC-Spannungspegeln zu Beeinflussung von bestimmten Quantenpunkten NV1, NV2, NV3 des Quantencomputers QC und/oder bestimmten Kernquantenpunkten CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ des Quantencomputers QC in der Art, dass sie ggf. an einer Hardware-Operation teilnehmen oder an einer Hardware-Operation nicht teilnehmen.

[0751] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Positionskontrollprogramm 22 zur Kontrolle und Steuerung einer Positioniervorrichtung XT, YT zur Positionierung und ggf. Ausrichtung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS.

[0752] Zu den Kontrollprogrammen (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 gehört optional ein Temperaturkontrollprogramm 23 zur Kontrolle einer oder mehrerer Kühlvorrichtungen KV und/oder eines oder mehrerer Closed Loop Helium Gas Cooling-Systeme HeCLCS.

[0753] Die binären, typischerweise klassischen binären, Befehlscodes der Kontrollprogramme (12 bis 17, 22, 23) des Quantengatter-Hardware-Modells 11 sind optional Teil des Inhalts der Speicher RAM, NVM der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC.

[0754] Der Software-Stack im Sinne des hier vorgelegten Dokuments umfasst optional einen Hardware-Teil 20 des Software-Stacks 1 und einen Software-Teil 19 des Software-Stacks 1. Unter anderem in den Mitteln (WFG, LDRV, LD, DBS, OS, MW/RF-AWFG, MWA, LH1, LV1, LV2, PD, V) zum elektrischen und/oder optischen Auslesen der Quantenzustände der Quantenpunkte (NV1, NV2, NV3) und Kernquantenpunkte (CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃) und den Mitteln (XT, YT) zur Ausrichtung und Positionierung des Substrats D gegenüber dem optischen System OS und in den Mitteln (ST,KV, HeCLCS) zur Erfassung, Einstellung und Regelung der Temperatur überschneiden sich der Hardware-Teil 20 des Software-Stacks 1 und einen Software-Teil 19 des Software-Stacks 1.

[0755] Darüber hinaus umfasst der Software-Stack 1 im Sinne des hier vorgelegten Dokuments optional weitere beispielhafte Hardware-Teile (DBIF, Fahrzeugfunktionen, SENS) des Quantencomputers QC und weitere zugehörige Software-Teile (4, 5, 25 ,27, 28, 24, 26) Software-Teils 19 des Software-Stacks 1.

[0756] Die quantentechnologischen Algorithmen 7, die abstrakten Quantengatter-Modelle 8 und/oder der Transcompiler 9 mit Optimierer und Quantenfehlerkorrektur sind optional typische quantentechnologische Bestandteile des Software-Teils 19 des Software-Stacks 1.

[0757] Die Anwendungsprogramme 2 und die hybriden quantentechnologischen/klassischen Programme und die Software 3 (?)sind optional hybride Bestandteile des Software-Stacks 1.

Figur 21

[0758] Figur 21 zeigt einen beispielhaften Drohnenschwarm gemäß einer optionalen Ausführungsform mit einer ersten Drohne DR1 und einer zweiten Drohne DR2 und einer dritten Drohne DR3. Die Drohnen sind optional unbemannte Flugkörper. Das Prinzip lässt sich auch auf Schwärme unbemannter Schwimmkörper und unbemannter Roboter, als Beispiel für Landfahrzeuge, übertragen. Auch Mischungen dieser sind denkbar.

[0759] Figur 21 zeigt demnach ein weiteres Einsatzbeispiel des offenbarungsgemäßen verlegbaren Quantencomputersystems in den Drohnen DR1, DR2, DR3 eines Drohnenschwarms. In dem Beispiel der Figur 21 handelt es sich jeweils bei den Drohnen DR1, DR2, DR3 um beispielhafte Quadrokopter.

[0760] In dem Beispiel der Figur 21 umfasst jede Drohne des Beispiels einen ersten Quantencomputer QC1 und einen zweiten Quantencomputer QC2. Die Quantencomputer QC1, QC2 können beispielsweise im Zusammenwirken mit einer zentralen Steuereinheit ZSE der jeweiligen Drohne der Drohnen DR1, DR2, DR3 das NP-vollständige Problem der Risikobewertung von Objekten im Umfeld des Flugzeugs und entlang der Route zum Ziel, der Zielauswahl und Zielfestlegung und der Reihenfolge der Zielbekämpfung der Munitions- und Waffenauswahl und die schnellste und zugleich risikoärmste Route zum Ziel und die geeignete Formation des Drohnenscharms auf dem Weg dorthin bearbeiten. Die Quantencomputer QC1, QC2 sind in dem Beispiel der Figur 21 über einen externen Datenbus EXTDB innerhalb der jeweiligen Drohne der Drohnen DR1, DR2, DR3 mit der zentralen Steuereinheit ZSE innerhalb der jeweiligen Drohne der Drohnen DR1, DR2, DR3 verbunden. In dem Beispiel der Figur 18 ist beispielhaft die zentrale Steuereinheit ZSE in den externen Datenbus EXTDB eingefügt. Die Netzwerke der Drohnen DR1, DR2, DR3 sind optional mittels drahtloser Verbindungen miteinander verbunden, sodass die Quantencomputer der Drohnen DR1, DR2, DR3 mit den zentralen Steuereinheiten ZSE der Drohnen DR1, DR2, DR3 ein gemeinsames Quantencomputersystem QUSYS bilden. Die Quantencomputer QC1, QC2 der Drohnen DR1, DR2, DR3 entsprechen jeweils optional einem Quantencomputer QC der Figur 1 bzw. der vorhergehenden Beschreibung.

[0761] In dem Beispiel der Figur 21 sind die Drohnen DR1, DR2, DR3 mit jeweils einer Kamera als Nutzlast versehen. Statt einer solchen Nutzlast ist auch eine Bewaffnung mit Raketen RKT und/oder eine Bewaffnung mit anderen Waffen wie Maschinenkanonen, Störsendern, Aufklärungsvorrichtungen etc. denkbar. Insofern sind die Kameras nur Beispiele für zusätzliches Equipment, das als Zuladung durch die Drohnen DR1, DR2, DR3 transportiert werden kann. Insofern sind die Drohnen DR1, DR2, DR3 nur ein Beispiel für einen durch einen Quantencomputer gesteuerten Schwarm im weitesten Sinne.

[0762] In dem Beispiel der Figur 21 verfügen die Drohnen der Drohnen DR1, DR2, DR3 über ein jeweiliges Quantencomputersystem QUSYS ähnlich der Figur 4 mit einer oder mehreren zentralen Steuervorrichtungen ZSE, die über einen oder mehrere externe Datenbusse EXTDB mit einem oder mehreren Quantencomputern QC1, QC2 verbunden sind.

[0763] Der Drohnenschwarm verfügt somit in dem dargestellten Zustand über mehrere Quantencomputersysteme QUSYS in den jeweiligen Drohnen DR1, DR2, DR3.

[0764] Ein erstes Quantencomputersystem QUSYS einer ersten Drohne DR1 umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der ersten Drohne DR1 und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der ersten Drohne DR1 und zumindest einen ersten Quantencomputer QC1 der ersten Drohne DR1 und in dem Beispiel einen zweiten Quantencomputer QC2 der ersten Drohne DR1.

[0765] Ein zweites Quantencomputersystem QUSYS einer zweiten Drohne DR2 umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der zweiten Drohne DR2 und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der zweiten Drohne DR2 und zumindest einen ersten Quantencomputer QC1 der zweiten Drohne DR2 und in dem Beispiel einen zweiten Quantencomputer QC2 der zweiten Drohne DR2.

[0766] Ein drittes Quantencomputersystem QUSYS einer dritten Drohne DR3 umfasst dabei zumindest eine zentrale Steuereinheit ZSE der dritten Drohne DR3 und zumindest einen externen Datenbus EXTDB der dritten Drohne DR3 und zumindest einen ersten Quantencomputer QC1 der dritten Drohne DR3 und in diesem Beispiel (zwecks Bezug?) einen zweiten Quantencomputer QC2 der dritten Drohne DR3.

[0767] Die hier vorgelegte Schrift schlägt vor, dass eine Funkverbindung die drei externen Datenbusse EXTDB der drei Drohnen DR1, DR2, DR3 und damit das erste Quantencomputersystem optional mit dem zweiten und dritten Quantencomputersystem QUSYS verbindet.

[0768] Die Figur 21 offenbart somit einen Fahrzeugschwarm gemäß einer optionalen Ausführungsform mit Schwarmmitgliedern - hier den Drohnen DR1, DR2, DR3 -, wobei zumindest ein Teil der Schwarmmitglieder jeweils zumindest einen Quantencomputer QC1, wie er zuvor beschrieben wurde, umfasst.

[0769] Optional umfasst zumindest ein Teil der Schwarmmitglieder jeweils zumindest einen solchen Quantencomputer QC1 in einem Quantencomputersystem QUSYS und zumindest einen weiteren solchen Quantencomputer QC2 und/oder zumindest eine zentralen Steuereinheit ZSE in Form eines konventionellen Rechnersystems.

[0770] Optional sind die Quantencomputersysteme QUSYS von zumindest zwei Schwarmmitgliedern, besser von mehreren Schwarmmitgliedern, noch besser von allen Schwarmmitgliedern mittels einer drahtlosen Datenübertragungsstrecke miteinander gekoppelt. Drahtlose Übertragungsstrecken können im Sinne dieses Dokuments akustisch und/oder optisch und/oder elektromagnetisch und/oder partikelbasiert oder der gleichen sein. Dies hat den Vorteil, dass sich der Drohnenschwarm auch bei Ausfall einer einzelnen Drohne umkonfigurieren kann.

[0771] Es kann sich bei einem Schwarmmitglied im Sinne des hier vorgelegten Dokuments, dabei jedoch optional, auch um ein Fahrzeug, ein Kraftfahrzeug, ein Zweirad, ein Dreirad oder einen Lastwagen, ein Nutzfahrzeug, einen Roboter, ein Transportfahrzeug, einen Drohne, eine Roboterdrohne, einen Flugkörper, einen Schwimmkörper, einen Tauchkörper, ein Schiff, ein U-Boot, eine See-Mine, eine Landmine, eine Rakete, ein Geschoss, einen Satelliten, eine Raumstation, einen Anhänger, einen Schleppkahn, einen Container, insbesondere einen See-Container und/oder Smartphone und/oder ein Kleidungsstück und/oder ein Schmuckstück und/oder ein tragbares Quantencomputersystem und/oder ein mobiles Quantencomputersystem und/oder Fahrzeug und/oder einen Roboter und/oder ein Flugzeug und/oder einen Raumflugkörper und/oder ein Unterwasserfahrzeug und/oder einen Oberwasserschwimmkörper und/oder Unterwasserschwimmkörper und/oder eine bewegliche medizinische Vorrichtung und/oder ein verlegbares Waffensystem und/oder einen Gefechtskopf und/oder ein Über- oder Unterwasserfahrzeug und/oder Geschoss und/oder eine andere mobile Vorrichtung und/oder bewegliche Vorrichtung und/oder dergleichen handeln.

Figur 22

[0772] Figur 22 zeigt in einer scheamtischen Darstellung ein Quantencomputersystem gemäß einer optionalen Ausführungsform, aufweisend einen Quantencompupter, der in einer kardanischen Aufhängung KAH montiert ist. Die kardanische Aufhängung KAH ermöglicht, den Quantencomputer QC gegen Rotationsbeschleunigungen und/oder Rotationen um die erste Achse AX1 und die zweite Achse AX2 zu schützen. In dem Beispiel der Figur 22 umfasst die beispielhafte kardanische Aufhängung KAH einen ersten Pfosten P1 und einen zweiten Pfosten P2. An dem ersten Pfosten P1 und dem zweiten Pfosten P2 der kardanischen Aufhängung KAH ist beispielhaft ein erster Aufhängungsring R1 drehbar um eine erste Achse AX1 aufgehängt. Eine erste Energiekopplung EK1 verbindet drehbar um die erste Achse elektrisch leitend die Leitung der Energieversorgung PWR des ersten Pfostens P1 mit der Leitung der Energieversorgung PWR des ersten Aufhängungsring R1. In dem ersten Aufhängungsring R1 der kardanischen Aufhängung KAH ist drehbar um eine zweite Achse AX2 ein zweiter Aufhängungsring R2 montiert. Eine zweite Energiekopplung EKe verbindet die Leitung der Energieversorgung PWR des ersten Aufhängungsring R1 elektrisch leitend und drehbar um die zweite Achse AX2 mit Leitung der Energieversorgung PWR des zweiten Aufhängungsring R2.

[0773] Der Quantencomputer QC gemäß der gezeigten optionalen Ausführungsform ist fest an den zweiten Aufhängungsring R2 montiert. Hierdurch ist der Quantencomputer QC drehbar um die erste Achse AX1 und drehbar um die zweite Achse AX2 an der kardanischen Aufhängung KAH montiert. Optional versorgt die Leitung der Energieversorgung PWR des zweiten Aufhängungsring R2 den Quantencomputer QC mit elektrischer Energie.

[0774] Der Kreisel KR ist optional fest an den zweiten Aufhängungsring R2 montiert. Hierdurch ist der Kreisel KR drehbar um die erste Achse AX1 und drehbar um die zweite Achse AX2 an der kardanischen Aufhängung KAH montiert. Bevorzugt treibt ein Antrieb des Kreisels KR den Kreisel KR mit elektrischer Energie aus der Leitung der Energieversorgung PWR des zweiten Aufhängungsring R2 an.

[0775] Im Sinne des hier vorgelegten Dokuments können optional die kardanische Aufhängung KAH des Quantencomputers QC und der Kreisel KR Teile des Quantencomputerssystems bilden.

[0776] Optional verfügt die kardanische Aufhängung KAH über einen ersten Antrieb, der den ersten Aufhängungsring R1 gegenüber dem ersten Pfosten P1 und/oder dem zweiten Pfosten P2 um die erste Achse AX1 um einen ersten Drehwinkel drehen kann. Es ist denkbar, dass der erste Antrieb den ersten Aufhängungsring R1 um die erste Achse AX1 in Abhängigkeit von einem Signal des Quantencomputers QC und/oder der Steuervorrichtung µC um einen vorgegebenen ersten Drehwinkel dreht.

[0777] Optional kann ein erster Drehwinkelsensor der kardanischen Aufhängung KAH die Verdrehung in Form eines ersten Werts des ersten Drehwinkels des ersten Aufhängungsrings R1 gegenüber dem ersten Pfosten P1 und/oder dem zweiten Pfosten P2 um die erste Achse AX1 erfassen und über eine erste Drehwinkelsignalleitung und ggf. zwischengeschaltete Signalkupplungen an den Quantencomputer QC und/oder dessen Steuervorrichtung µC melden. Hierbei kann eine Signalkupplung eine Verdrehung des ersten Aufhängungsrings R1 gegenüber dem ersten Pfosten P1 um einen beliebigen ersten Drehwinkel ermöglichen, ohne dass die Drehwinkelsignalleitung verdrillt oder unterbrochen wird.

[0778] Optional kann die kardanische Aufhängung KAH über einen zweiten Antrieb verfügen, der den zweiten Aufhängungsring R2 um die zweite Achse AX2 um einen zweiten Drehwinkel gegenüber dem ersten Aufhängungsring R1 verdrehen kann. Optional kann der zweite Antrieb den zweiten Aufhängungsring R2 um die zweite Achse AX2 in Abhängigkeit von einem Signal des Quantencomputers QC und/oder der Steuervorrichtung µC um einen vorgegebenen zweiten Drehwinkel drehen.

[0779] Die erste Achse AX1 ist optional senkrecht zur ersten Achse AX1 angeordnet. Optional kann ein zweiter Drehwinkelsensor der kardanischen Aufhängung KAH die Verdrehung des zweiten Aufhängungsrings R1 gegenüber dem ersten Aufhängungsring R1 erfassen und über eine zweite Drehwinkelsignalleitung und ggf. zwischengeschaltete Signalkupplungen an den Quantencomputer QC und/oder dessen Steuervorrichtung µC melden. Hierbei ermöglicht eine Signalkupplung optional eine Verdrehung des zweiten Aufhängungsrings R2 gegenüber dem ersten Aufhängungsring R1 um einen beliebigen zweiten Drehwinkel, ohne dass die zweite Drehwinkelsignalleitung verdrillt oder unterbrochen wird.

[0780] Der Kreisel oder die Kreisel KR können sich derart stellen, dass bei ausgekuppelten, nicht vorhandenen oder nicht angetriebenen ersten Antrieben und zweiten Antrieben der Quantencomputer QC auch bei einer Drehung der kardanischen Aufhängung KAH um die erste Achse AX1 und/oder zweite Achse AX2 der Quantencomputer QC seine Ausrichtung nicht ändert.

[0781] Bevorzugt umfasst die kardanische Aufhängung KAH je einen Kreisel KR je Achse (AX1, AX2) der kardanischen KAH. Optional stehen die Achsen verschiedener Kreisel KR senkrecht zu einander.

[0782] Optional können sich statt des Quantencomputers QC an der Stelle des Quantencomputers QC auch nur Teile des Quantencomputers QC, wie beispielsweise das Substrat D mit den Quantenbits QUB und/oder nuklearen Quantenbits CQUB, befinden. Die Signale der anderen Vorrichtungsteile des Quantencomputers müssen dann mittels geeigneter Signalkupplungen verdrillungsfrei zu diesen Vorrichtungsteilen transportiert werden oder von diesen wegtransportiert werden.

Bezugszeichenliste

[0783] 

ADCV

Analog-zu-Digital-Wandler des Verstärkers V;

AS

Abschirmung;

BENG

erste Energiereserve;

BENG2

zweite Energiereserve;

B_NV

rotierendes Magnetfeld;

BSC

Rückseitenkontakt;

BTR

Energiereserve des Fahrzeugs (U-Boot, Kfz etc.);

CBA

Kontrolleinheit A;

CBB

Kontrolleinheit B;

CECEQUREG

Kern-Elektron-Kern-Elektron-Quantenregister;

CEQUREG1

erstes Kern-Elektron-Quantenregister;

CEQUREG2

zweites Kern-Elektron-Quantenregister;

CI1

erster Kernquantenpunkt. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt CI1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI1 optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4.;

CI1₁

erster Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI1₁ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der erste Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 ist in der Figur 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der erste Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der erste Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CI1₂

zweiter Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI1₂ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der zweite Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 ist in der Figur 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der zweite Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der zweite Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CI1₃

dritter Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 Optional handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI1₃ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der dritte Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 ist in der Figur 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der dritte Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der dritte Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CI2

zweiter Kernquantenpunkt. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt CI2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI2 optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4.;

CI2₁

erster Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI2₁ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der erste Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 ist in der Figur 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der erste Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der erste Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 angekoppelt ist;

CI2₂

zweiter Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI2₂ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der zweite Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 ist in der Figur 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der zweite Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der zweite Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 angekoppelt ist;

CI2₃

dritter Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI2₃ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der dritte Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 ist in der Figur 3 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der dritte Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der dritte Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU QUALU2 an den zweiten Quantenpunkt NV2 angekoppelt ist;

CI3

dritter Kernquantenpunkt. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Kernquantenpunkt CI3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI3 optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4;

CI3₁

erster Kernquantenpunkt CI3₁ der dritten QuantenALU QUALU3. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt CI3₁ der dritten QuantenALU QUALU3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI3₁ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der erste Kernquantenpunkt CI3₁ der dritten QuantenALU QUALU3 ist in der Figur 3 und in der Figur 2 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der erste Kernquantenpunkt CI3₁ der dritten QuantenALU QUALU3 an den dritten Quantenpunkt NV3 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der erste Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CI3₂

zweiter Kernquantenpunkt CI3₂ der dritten QuantenALU QUALU3. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Kernquantenpunkt CI3₂ der dritten QuantenALU QUALU3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI3₂ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der zweite Kernquantenpunkt CI3₂ der dritten QuantenALU QUALU3 ist in der Figur 3 und in der Figur 2 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der zweite Kernquantenpunkt CI3₂ der dritten QuantenALU QUALU3 an den dritten Quantenpunkt NV3 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der zweite Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CI3₃

dritter Kernquantenpunkt CI3₃ der dritten QuantenALU QUALU3. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Kernquantenpunkt CI3₃ der dritten QuantenALU QUALU3 um ein Isotop mit einem magnetischen Kernmoment in dem Substrat D, wobei das Substrat D im Bereich des Kernquantenpunkts CI3₃ optional im Wesentlichen oder optional absolut keine Isotope mit einem magnetischen Kernmoment umfasst. Die hier vorgelegte Schrift verweist in diesem Zusammenhang auf die technische Lehre der bereits zitierten DE 10 2020 007 977 B4. Der dritte Kernquantenpunkt CI3₃ der dritten QuantenALU QUALU3 ist in der Figur 3 und in der Figur 2 zur besseren Übersicht nicht eingezeichnet. Der Leser sollte davon ausgehen, dass in der Figur 3 der dritte Kernquantenpunkt CI3₃ der dritten QuantenALU QUALU3 an den dritten Quantenpunkt NV3 so angekoppelt ist, wie in der Figur 2 der erste Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU QUALU1 an den ersten Quantenpunkt NV1 angekoppelt ist;

CIF

erste Kameraschnittstelle;

CIF2

zweite Kameraschnittstelle;

CM1

erste Kamera;

CM2

zweite Kamera;

CPU

Rechnerkern;

D

Substrat;

d1

erster Abstand in dem sich der erste Quantenpunkt NV1 unter der Oberfläche OF des Substrats D befindet;

d2

zweiter Abstand in dem sich der zweite Quantenpunkt NV2 unter der Oberfläche OF des Substrats D befindet;

DBIF

Datenschnittstelle;

DBIFa

Datenschnittstelle A;

DBIFb

Datenschnittstelle B;

DBS

dichroitischer Spiegel;

DEV

Energieversorgung von übrigen Vorrichtungsteilen des Quantencomputers QC, wobei dies typischerweise auch Vorrichtungsteile mit anderen Bezugszeichen betrifft. Zur besseren Übersicht sind die Energieversorgungsleitungen der übrigen Vorrichtungsteile des Quantencomputers QC in der Figur 1 nicht eingezeichnet;

ENG

Antrieb des Fahrzeugs;

ERS

Energiesystem;

EXDB

externer Datenbus;

EV

Energieversorgung;

EV1

erste Spannungsregelstufe

EV2

zweite Spannungsregelstufe

λ_fl

Fluoreszenzstrahlungswellenlänge;

λ_pmp.

Pumpstrahlungswellenlänge;

FHB

Fabrikhalle bzw. stationäre Vorrichtung;

f_HF

Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz;

FL

Fluoreszenzstrahlung;

FLC

Feuerleitstand. Der Feuerleitstand kann eine zentrale Steuereinheit ZSE sein.

FLR

Fluglageregelungssystem;

FZ

Flugzeug;

FZT

Flugzeugträger;

GDX

X-Steuervorrichtung für die translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung XT;

GDY

Y-Steuervorrichtung für die translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung YT;

GH

Gehäuse;

GPS

Navigationssystem oder Vorrichtung zur Positionsbestimmung und/oder Ausrichtungsbestimmung des Quantencomputers QC. Das Navigationssystem kann ggf. auch translatorische Geschwindigkeiten und/oder Rotationsgeschwindigkeiten des Quantencomputers QC bestimmen und an den rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den internen Datenbus INTDB melden. Das Navigationssystem kann ggf. auch translatorische Beschleunigungen und/oder Rotationsbeschleunigungen des Quantencomputers QC bestimmen und an den Rechnerkern CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC über den internen Datenbus INTDB melden;

HD1

erste horizontale Treiberstufe zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1;

HD2

zweite horizontale Treiberstufe zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2;

HD3

dritte horizontale Treiberstufe zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3;

HeCLCS

Closed Loop Helium Gas Cooling-System;

HS1

erste horizontale Empfängerstufe HS1, die mit der ersten horizontalen Treiberstufe HD1 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung des ersten anzusteuernden Quantenpunkts NV1;

HS2

zweite horizontale Empfängerstufe HS2, die mit der zweiten horizontalen Treiberstufe HD2 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung des zweiten anzusteuernden Quantenpunkts NV2;

HS3

dritte horizontale Empfängerstufe HS3, die mit der dritten horizontalen Treiberstufe HD3 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung des dritten anzusteuernden Quantenpunkts NV3;

IH1

erster horizontaler Strom. Der erste horizontale Strom ist der elektrische Strom, der die erste horizontale Leitung LH1 durchströmt.

IH2

zweiter horizontaler Strom. Der zweite horizontale Strom ist der elektrische Strom, der die zweite horizontale Leitung LH2 durchströmt.

IH3

dritter horizontaler Strom. Der dritte horizontale Strom ist der elektrische Strom, der die dritte horizontale Leitung LH3 durchströmt.

I_p

Intensität der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD;

I_pHF

Amplitude I_pHF eines Pulses des zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃;

IS

Isolation;

ISH1

erster horizontaler Abschirmstrom, der durch die erste horizontale Abschirmleitung SH1 fließt;

ISH2

zweiter horizontaler Abschirmstrom Strom, der durch die zweite horizontale Abschirmleitung SH2 fließt;

ISH3

dritter horizontaler Abschirmstrom Strom, der durch die dritte horizontale Abschirmleitung SH3 fließt;

ISH4

vierter horizontaler Abschirmstrom Strom, der durch die vierte horizontale Abschirmleitung SH4 fließt;

ISV1

erster vertikaler Abschirmstrom, der durch die erste vertikale Abschirmleitung SV1 fließt;

ISV2

zweiter vertikaler Abschirmstrom, der durch die zweite vertikale Abschirmleitung SV2 fließt;

IV1

erster vertikaler Strom. Der erste vertikale Strom ist der elektrische Strom, der die erste vertikale Leitung LV1 durchströmt;

IVV

interner Verstärker innerhalb des Verstärkers V;

KFZ

Auto als Beispiel eines Fahrzeugs;

KH1

erster horizontaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1. Der erste horizontale Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 verbindet beispielsweise die erste horizontale Abschirmleitung SH1 im ersten Quantenbit QUB1 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KH2

zweiter horizontaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1 und erster horizontaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2. Das erste Quantenbit QUB1 und das zweite Quantenbit QUB2 nutzen in dem Beispiel der Figur 3 diesen Kontakt gemeinsam. Der Kontakt verbindet beispielsweise die zweite horizontale Abschirmleitung SH2 im ersten Quantenbit QUB1 und im zweiten Quantenbit QUB2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KH3

zweiter horizontaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2 und erster horizontaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Das zweite Quantenbit QUB2 und das dritte Quantenbit QUB3 nutzen in dem Beispiel der Figur 3 diesen Kontakt gemeinsam. Der Kontakt verbindet beispielsweise die dritte horizontale Abschirmleitung SH3 im zweiten Quantenbit QUB2 und im dritten Quantenbit QUB3 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KH4

zweiter horizontaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Der Kontakt verbindet beispielsweise die vierte horizontale Abschirmleitung SH3 im dritten Quantenbit QUB3 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV11

erster vertikaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1. Der erste vertikale Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 verbindet die erste vertikale Abschirmleitung SV1 im ersten Quantenbit QUB1 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV12

zweiter vertikaler Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 mit dem ersten Quantenpunkt NV1. Der zweite vertikale Kontakt des ersten Quantenbits QUB1 verbindet optional die zweite vertikale Abschirmleitung SH2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV21

erster vertikaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2. Der erste vertikale Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 verbindet die erste vertikale Abschirmleitung SV1 im zweiten Quantenbit QUB2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV22

zweiter vertikaler Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 mit dem zweiten Quantenpunkt NV2. Der zweite vertikale Kontakt des zweiten Quantenbits QUB2 verbindet optional die zweite vertikale Abschirmleitung SH2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV31

erster vertikaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Der erste vertikale Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 verbindet die erste vertikale Abschirmleitung SV1 im dritten Quantenbit QUB3 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV32

zweiter vertikaler Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 mit dem dritten Quantenpunkt NV3. Der zweite vertikale Kontakt des dritten Quantenbits QUB3 verbindet optional die zweite vertikale Abschirmleitung SH2 elektrisch mit dem Substrat D bzw. der epitaktischen Schicht DEPI. Optional handelt es sich im Falle von Diamant als Substratmaterial um einen Kontakt, der Titan umfasst oder aus Titan gefertigt ist;

KV

verlegbare Kühlvorrichtung;

LB

Pumpstrahlung;

LD

Lichtquelle;

LDRV

Lichtquellentreiber;

LDV

Ladevorrichtung;

LH1

erste horizontale Leitung;

LH2

zweite horizontale Leitung;

LH3

dritte horizontale Leitung;

LM

Leuchte mit einem Leuchtmittel;

LV1

erste vertikale Leitung;

µC

Steuervorrichtung;

µC1

erste Steuervorrichtung des ersten Quantencomputers QC1;

µC1a

erste Steuervorrichtung A des ersten Quantencomputers QC1;

µC1b

erste Steuervorrichtung B des ersten Quantencomputers QC1;

µC2

zweite Steuervorrichtung des zweiten Quantencomputers QC2;

µC3

dritte Steuervorrichtung des dritten Quantencomputers QC3;

µC4

vierte Steuervorrichtung des vierten Quantencomputers QC4;

µC5

fünfte Steuervorrichtung des fünften Quantencomputers QC5;

µC6

sechste Steuervorrichtung des sechsten Quantencomputers QC6;

µC7

siebte Steuervorrichtung des siebten Quantencomputers QC7;

µC8

achte Steuervorrichtung des achten Quantencomputers QC8;

µC9

neunte Steuervorrichtung des neunten Quantencomputers QC9;

µC10

zehnte Steuervorrichtung des zehnten Quantencomputers QC10;

µC11

elfte Steuervorrichtung des elften Quantencomputers QC11;

µC12

zwölfte Steuervorrichtung des zwölften Quantencomputers QC12;

µC13

dreizehnte Steuervorrichtung des dreizehnten Quantencomputers QC13;

µC14

vierzehnte Steuervorrichtung des vierzehnten Quantencomputers QC14;

µC15

fünfzehnte Steuervorrichtung des fünfzehnten Quantencomputers QC15;

µC16

sechzehnte Steuervorrichtung des sechzehnten Quantencomputers QC16;

µCV

Steuervorrichtung des Verstärkers V;

MDBIF

interne Datenschnittstelle MDBIF;

MEMDBV

Speicherdatenbus zwischen Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und Speicher MEMV des Verstärkers V;

MEMV

Speicher des Verstärkers V;

MFSx

erste Magnetfeldsteuerung;

MFSy

zweite Magnetfeldsteuerung;

MFSz

dritte Magnetfeldsteuerung;

MGx

erstes Magnetfelderzeugungsmittel, das optional eine magnetische Flussdichte B_x erzeugt, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der ersten Richtung, also beispielsweise der Richtung der X-Achse, entspricht;

MGy

zweites Magnetfelderzeugungsmittel, das optional eine magnetische Flussdichte B_y erzeugt, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der zweiten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Y-Achse, entspricht;

MGz

drittes Magnetfelderzeugungsmittel, das optional eine magnetische Flussdichte B_z erzeugt, die optional im Wesentlichen eine Richtung aufweist, die optional der dritten Richtung, also beispielsweise der Richtung der Z-Achse, entspricht;

MSx

Magnetfeldsensor für die magnetische Flussdichte B_x in Richtung der X-Achse;

MSy

Magnetfeldsensor für die magnetische Flussdichte B_y in Richtung der Y-Achse;

MSz

Magnetfeldsensor für die magnetische Flussdichte B_z in Richtung der Z-Achse;

mWA

Mikrowellen- und/oder Radiowellenantenne;

MW/RF-AWFG

Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenzgenerator zur Erzeugung weitestgehend frei vorgebbarer Wellenformen (Englisch: Arbitrary-Wave-Form-Generator);

NAV

Navigationssystem und/oder Autopilot;

NV1

erster Quantenpunkt. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Quantenpunkt NV1 um ein paramagnetisches Zentrum in dem Substrat D. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften ersten Quantenpunkt NV1 um ein NV-Zentrum oder um ein SiV-Zentrum oder ein ST1-Zentrum in dem Substrat D;

NV2

zweiter Quantenpunkt. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Quantenpunkt NV2 um ein paramagnetisches Zentrum in dem Substrat D. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften zweiten Quantenpunkt NV2 um ein NV-Zentrum oder um ein SiV-Zentrum oder ein ST1-Zentrum in dem Substrat D;

NV3

dritten Quantenpunkt. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Quantenpunkt NV3 um ein paramagnetisches Zentrum in dem Substrat D. Optional handelt es sich bei dem beispielhaften dritten Quantenpunkt NV3 um ein NV-Zentrum oder um ein SiV-Zentrum oder ein ST1-Zentrum in dem Substrat D;

NVM

nicht flüchtiger Speicher;

OF

Oberfläche;

OS

optisches System;

OSZ

Taktgeber des Rechnerkerns CPU der Steuervorrichtung µC des Quantencomputers QC;

PD

Fotodetektor;

PM

Permanentmagnet;

PV

Positioniervorrichtung für den Permanentmagneten PM;

PVC

Steuervorrichtung für die Positioniervorrichtung PV für den Permanentmagneten PM;

PWR

Energieversorgung der Ladevorrichtung LDV;

QC

Quantencomputer;

QC1

erster Quantencomputer;

QC2

zweiter Quantencomputer;

QC3

dritter Quantencomputer;

QC4

vierter Quantencomputer;

QC5

fünfter Quantencomputer;

QC6

sechster Quantencomputer;

QC7

siebter Quantencomputer;

QC8

achter Quantencomputer;

QC9

neunter Quantencomputer;

QC10

zehnter Quantencomputer;

QC11

elfter Quantencomputer;

QC12

zwölfter Quantencomputer;

QC13

dreizehnter Quantencomputer;

QC14

vierzehnter Quantencomputer;

QC15

fünfzehnter Quantencomputer;

QC16

sechzehnter Quantencomputer;

QCTV

Quantencomputersystemtrennvorrichtung. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung trennt optional einen externen Datenbus EXTDB, der beispielsweise ein erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zweiten Quantencomputersystem QUSYS verbindet im Bedarfsfall auf, sodass das Quantencomputersystem QUSYS, das zuvor das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasste durch die Auftrennung in zwei separate Quantencomputersysteme QUSYS zerfällt. Die Quantencomputersystemtrennvorrichtung kann aber auch ein zuvor separates erstes Quantencomputersystem QUSYS mit einem zuvor separaten zweiten Quantencomputersystem QUSYS verbinden und im Bedarfsfall koppeln, sodass das Quantencomputersystem QUSYS entsteht, das anschließend das erste und das zweite Quantencomputersystem QUSYS umfasst und durch die Verbindung dieser beiden Quantencomputersysteme über die Quantencomputersystemtrennvorrichtung zu einem Quantencomputersystem QUSYS verschmilzt;

QUALU1

erste QuantenALU. Die beispielhafte erste QuantenALU besteht aus einem ersten Quantenpunkt NV1 und einem ersten Kernquantenpunkt CI1₁ der ersten QuantenALU und einem zweiten Kernquantenpunkt CI1₂ der ersten QuantenALU und einem dritten Kernquantenpunkt CI1₃ der ersten QuantenALU (Figur 2);

QUALU2

zweite QuantenALU. Die beispielhafte zweite QuantenALU besteht aus einem zweiten Quantenpunkt NV2 und einem ersten Kernquantenpunkt CI2₁ der zweiten QuantenALU und einem zweiten Kernquantenpunkt CI2₂ der zweiten QuantenALU und einem dritten Kernquantenpunkt CI2₃ der zweiten QuantenALU (Figur 2);

QUSYS

verlegbares Quantencomputersystem;

RAM

flüchtiger Speicher;

RKT

Rakete. Die Rakete ist nur ein Beispiel einer möglichen Zuladung. Die Zuladung kann selbst wieder ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS umfassen. Optional ist das Quantencomputersystem QUSYS der Zuladung während der Zeit der Zuladung mit dem Quantencomputersystem QUSYS des Fahrzeugs FZ, oder des Objekts, in dem die Zuladung aufgestellt oder gelagert wird, beispielsweise über einen Externen Datenbus EXTDB verbunden;

RKTC

Raketenabschusskontrolle;

S0

Empfängerausgangssignal;

S1

Empfangssignal;

S4

Messwertsignal;

S5

Sendesignal;

SC

See-Container. Der Seecontainer ist nur ein Beispiel eines transportablen Behältnisses in dem ein oder mehrere Quantencomputersysteme QUSYS oder ein oder mehrere Quantencomputer QC betrieben werden können;

SCHR

Schiffsschraube;

SDB

Steuerdatenbus;

SDBV

interner Steuerdatenbus innerhalb des Verstärkers V;

SENS

ein oder mehrere Sensoren;

SH1

erste horizontale Abschirmleitung;

SH2

zweite horizontale Abschirmleitung;

SH3

dritte horizontale Abschirmleitung;

SH4

vierte horizontale Abschirmleitung;

SRG

erste Energieaufbereitungsvorrichtung, insbesondere ein Spannungswandler oder ein Spannungsregler oder ein Stromregler;

SRG2

zweite Energieaufbereitungsvorrichtung, insbesondere ein Spannungswandler oder ein Spannungsregler oder ein Stromregler;

ST

Temperatursensor;

STAB

Stabilisierungsvorrichtung

STM

halbdurchlässiger Spiegel;

SUB

Unterseeboot (U-Boot);

SV1

erste horizontale Abschirmleitung;

SV2

zweite vertikale Abschirmleitung;

TL

Tieflader. Der Tieflader ist ein Beispiel eines Fahrzeugs ohne eigenen Antrieb.

TRP

Torpedos;

TRPC

Torpedoabschusskontrolle;

TS

Trennvorrichtung;

t_0HF

Referenzzeitpunkt eines Pulses des gepulsten elektromagnetischen Felds mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF. Optional ist der Referenzzeitpunkt t_0HF gleich dem Referenzzeitpunkt t_0p für eine Pulssequenz oder zeitlich fest beabstandet zum Referenzzeitpunkt für eine Pulssequenz t_0p;

t_0p

Referenzzeitpunkt für eine Pulssequenz. Optional ist der Referenzzeitpunkt t_0p für eine Pulssequenz gleich dem Referenzzeitpunkt t_0HF oder zeitlich fest beabstandet zum Referenzzeitpunkt t_0HF;

t_dp

die zeitliche Dauer t_dp der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD;

t_dHF

zeitliche Pulsdauer des Pulses des gepulsten elektromagnetischen Felds mit Mikrowellen- und/oder Radiowellenfrequenz f_HF. Es handelt sich um die zeitliche Pulsdauer des zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃ in Pulsform;

t_sp

zeitliche Lage der Pulse der gepulsten Pumpstrahlung LB der Lichtquelle LD bezogen auf einen Bezugszeitpunkt t₀ In der Regel bezeichnet die zeitliche Lage t_sp eines Pulses den Startzeitpunkt des betreffenden Pulses;

t_spHF

Pulsstartzeitpunkt t_spHF relativ zum Referenzzeitpunkt t_0HF eines Pulses des zeitlichen Hüllkurvenverlaufs der Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes durch die eine oder die mehreren Vorrichtungen MW/RF-AWFG zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wellenfeldes am jeweiligen Ort der Quantenpunkte NV1, NV2, NV3 und am jeweiligen Ort der Kernquantenpunkte CI1₁, CI1₂, CI1₃, CI2₁, CI2₂, CI2₃, CI3₁, CI3₂, CI3₃;

UDB1

erster Unterdatenbus;

UDB2

zweiter Unterdatenbus;

UDB3

dritter Unterdatenbus;

UDB4

vierter Unterdatenbus;

ÜOSZ

Überwachungstakterzeugung der Quantencomputerüberwachungsvorrichtung QUV des Quantencomputers QC;

US

Unterseite des Substrats D;

V

Verstärker;

V1

Ausgangssignal des internen Verstärkers IVV des Verstärkers V und Eingangssignal des Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V;

V2

Datenleitung zwischen der Steuervorrichtung µCV des Verstärkers V und dem Analog-zu-Digital-Wandler ADCV des Verstärkers V;

V_batext

elektrische Energie einer externen Energieversorgung, beispielsweise einer externen Spannungsversorgung;

VD1

erste vertikale Treiberstufe zur Ansteuerung der anzusteuernden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3;

VIF

Datenschnittstelle des Verstärkers V zum Steuerdatenbus SDB;

VS1

erste vertikale Empfängerstufe, die mit der ersten vertikalen Treiberstufe VD1 eine Einheit bilden kann, zur Ansteuerung der ersten anzusteuernden Quantenpunkte NV1, NV2, NV3;

WFG

Wellenformgenerator;

XT

translatorische Positioniervorrichtung in X-Richtung;

YT

translatorische Positioniervorrichtung in Y-Richtung;

ZM

Zugmaschine. Die Zugmaschine ist ein Beispiel für einen Antrieb für ein Behältnis mit einem oder mehreren Quantencomputern QC und/oder einem oder mehreren Quantencomputersystemen QUSYS, der von dem Behältnis getrennt werden kann oder dem Behältnis hinzugefügt werden kann. In dem Beispiel der Figur 6b ist das Behältnis ein beispielhafter Tieflader TL mit einem See-Container SC;

ZSE

zentrale Steuereinheit;

1910, 1920, 1930, 1940, 1950, 1960

Verfahren

1901- 1906

Verfahrensschritte

1911 - 1912

Verfahrensschritte

1921- 1922

Verfahrensschritte

1931- 1932

Verfahrensschritte

1941- 1944

Verfahrensschritte

1952- 1956

Verfahrensschritte

1962- 1964

Verfahrensschritte

RoS

Rotationssensor

REV

Rotationsentkopplungsvorrichtung

GYR

Gyroskop

Liste zitierter Schriften

[0784] Sofern, im Rahmen der Nationalisierung einer internationalen Folgeanmeldung, das Recht des jeweiligen Rechtssystems des Staates, in dem die Nationalisierung der internationalen Anmeldung der hier vorgelegten Schrift erfolgt, eine Offenbarung per Referenz erlaubt , ist der Inhalt der folgenden Schriften vollumfänglicher Teil der hier vorgelegten Offenlegung.

CN 103 855 907 B,

CN 108 831 576 B,

CN 20 634 1126 U,

DE 1 240 967 B,

DE 1 564 070 B1,

DE 2 124 465 B2,

DE 7 219 216 U,

DE 69 411 078 T2,

DE 19 602 875 A1,

DE 19 738 066 A1,

DE 19 957 669 A1,

DE 19 782 844 538 B1,

DE 10 2014 225 346 A1,

DE 10 2018 127 394.0,

DE 10 2019 130 114.9,

DE 10 2019 120 076.8,

DE 10 2019 121 137,

DE 10 2020 125 189 A1,

DE 10 2020 101 784 B3,

DE 10 2020 007 977 B4,

DE 10 2020 008 157 B3,

DE 10 2021 110 964.7,

DE 20 2021 101 169 U1,

EP 2 874 292 B1,

EP 2 986 852 B1,

EP 3 007 350 B1,

EP 3 075 064 A1,

EP 3 093 966 B1,

EP 3 279 603 B1,

EP 3 345 290 B1,

EP 3 400 642 B1,

EP 3 646 452 B1,

EP 3 863 165 A1,

RU 126 229 U1,

RU 2 566 620 C2,

RU 2014 143 858 A,

US 5 443 657 A,

US 5 859 484 A,

US 8 552 616 B2,

US 2016 377 029 A1,

US 2018 226 165 A1,

US 2019 368 464 A1,

US 2021 147 061 A1,

WO 2009 103 974 A1,

WO 2014 031 037 A2,

WO 2016 100 008 A2,

WO 2019 143 396 A2,

WO 2021 159 117 A1,

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Ansprüche

1. Fahrzeug, aufweisend:

- eine Steuereinheit; und

- einen Sensor zur Erfassung von Umfelddaten;

dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ferner aufweist:

- einen Quantencomputer; und

- einen Datenbus, der die Steuereinheit und den Quantencomputer zu einem Quantencomputersystem verbindet und das Quantencomputersystem mit dem Sensor verbindet;

wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, mittels des Sensors erfasste Umfelddaten dem Quantencomputersystem bereitzustellen und mittels des Quantencomputersystems anhand der Umfelddaten ein Objekt im Umfeld zu identifizieren.

2. Fahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, ein neuronales Netzwerkmodell zumindest teilweise auszuführen.

3. Fahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei das Quantencomputersystem dazu eingerichtet ist, das identifizierte Objekt mittels des neuronalen Netzwerkmodells zu klassifizieren.

4. Fahrzeug gemäß Anspruch 3, wobei das Quantencomputersystem dazu eingerichtet ist, zur Durchführung der Klassifizierung des identifizierten Objekts zumindest eine Quantenoperation zur Manipulation eines Quantenzustands zumindest eines Quantenpunkts des Quantencomputers zu verwenden.

5. Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das neuronale Netzwerkmodell dazu eingerichtet ist, Eingangswerte und/oder Eingangssignale zu verarbeiten und Ausgangswerte und/oder Ausgangssignale auszugeben und wobei das Quantencomputersystem dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von den Ausgangswerten des neuronalen Netzwerkmodells Quantenpunkte und/oder Kernquantenpunkte des Quantencomputers zu beeinflussen.

6. Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei Eingangswerte und/oder Eingangssignale des neuronalen Netzwerkmodells von einem Zustand eines oder mehrerer Quantenpunkte und/oder Kernquantenpunkte des Quantencomputers abhängen.

7. Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei ein erster Teil des neuronalen Netzwerkmodells durch die Steuereinheit des Fahrzeugs und ein zweiter Teil des neuronalen Netzwerkmodells durch eine Steuervorrichtung des Quantencomputers ausgeführt wird.

8. Fahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug ferner dazu eingerichtet ist, unter Verwendung des Quantencomputersystems anhand der Umfelddaten ein NP-vollständiges Problem einer Risikobewertung des identifizierten Objekts im Umfeld des Fahrzeugs zu bearbeiten.

9. Fahrzeug gemäß Anspruch 8, wobei das Bearbeiten des NP-vollständigen Problems der Risikobewertung unter Verwendung des Quantencomputers im Zusammenwirken mit der Steuereinheit des Fahrzeugs erfolgt.

10. Fahrzeug gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, die Risikobewertung des identifizierten Objekts und/oder weiterer Objekte entlang einer Route des Fahrzeugs durchzuführen.

11. Fahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, anhand der Umfelddaten eine Route des Fahrzeugs zu bestimmen und/oder zu optimieren.

12. Fahrzeug gemäß Anspruch 11, wobei das Quantencomputersystem dazu eingerichtet ist, eine schnellste und zugleich risikoärmste Route des Fahrzeugs zu bestimmen.

13. Fahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeug zumindest einen zweiten Quantencomputer aufweist, der einen Teil des Quantencomputersystems bildet.

14. Fahrzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor ein erster Sensor ist und als Radarsensor, LIDAR-Sensor, Ultraschallsensor, kamerabasierter Sensor, Infrarotkamera, Multispektralkamera, Quantensensor und/oder Sonarsensor ausgebildet ist; und
wobei das Fahrzeug optional zumindest einen zweiten Sensor aufweist, der optional als Radarsensor, LIDAR-Sensor, Ultraschallsensor, kamerabasierter Sensor, Infrarotkamera, Multispektralkamera, Quantensensor und/oder Sonarsensor ausgebildet ist.

15. Verfahren zur Identifizierung eines Objekts im Umfeld eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug eine Steuereinheit, einen Sensor, einen Quantencomputer und einen Datenbus umfasst und der Datenbus die Steuereinheit und den Quantencomputer zu einem Quantencomputersystem verbindet, und wobei das Verfahren umfasst:

- Bereitstellen von Umfelddaten mittels des Sensors und Übermitteln der Umfelddaten über den Datenbus an das Quantencomputersystem;

- Identifizieren des Objekts im Umfeld mittels des Quantencomputersystems anhand der mittels des Sensors bereitgestellten Umfelddaten.

Zeichnung